具有能隙激发谱的集体顺磁体的磁共振

某些磁体由于交换键的特殊几何结构，尽管存在显著的交换耦合，却不发生向常规磁有序态的相变。相反，形成了集体顺磁态。若该磁体的基态为非磁性单态且与激发三重态之间由能隙隔开，则此态可稳定至 $T=0$。具有能隙激发谱（或称自旋能隙磁体）的集体顺磁体的低温自旋动力学可用稀薄三重态激发气体来描述。外加磁场可压制能隙，导致无隙自旋液体态的形成，甚至引发场诱导反铁磁有序的异常现象。在自旋能隙磁体的晶体结构中引入缺陷，可导致多自旋顺磁中心的形成，或晶体中随机分布的修饰交换键的形成。本综述包含若干代表性具有能隙激发谱的量子顺磁体的电子自旋共振（ESR）谱研究结果：准二维磁体 \phcc{}、准一维“自旋管”型磁体 \sul{} 与“自旋梯”型磁体 \dimpy{}。我们将展示 ESR 吸收谱揭示了这些体系的共性特征：ESR 谱学可观测并表征三重态能级的精细结构，识别三重态激发气体中的多粒子弛豫过程，并观测场诱导反铁磁有序态中的集体自旋波振荡，以及观测所研究体系的一些个体特征。