畸变金刚石链化合物蓝铜矿中的磁弹性耦合

我们展示了针对畸变金刚石链化合物蓝铜矿 Cu$_3$(CO$_3$)$_2$(OH)$_2$ 单晶的超声波测量结果。在纵向弹性模 $c_{22}$ 的温度依赖性中观察到了显著的弹性异常，这可归因于系统中的相关磁相互作用及其与晶格自由度的耦合。通过对 $c_{22}$ 磁贡献的定量分析，可以确定磁弹性耦合 $G$ = $\partial J_2$/$\partial \epsilon_b$，其中 $J_2$ 是二聚体内耦合常数，$\epsilon_b$ 是沿链内 $b$ 轴的应变。我们发现耦合常数异常大，为 $|G| \sim ($3650 $\pm$ 150) K，突显了 $J_2$ 对 $b$ 轴晶格参数变化的非凡敏感性。这些结果得到了通过热膨胀和磁化率测量（在常压和有限静水压下进行）获得的 $J_2$ 静水压依赖性测量的补充。我们提出，该化合物的一个结构特异性，即 Cu$_2$O$_6$ 二聚体单元以异常拉伸的方式嵌入其中，是导致磁弹性耦合异常大的原因。