蓝铜矿中自旋动力学性质与 1/3 磁化平台

我们对菱形链化合物蓝铜矿 Cu$_3$(CO$_3$)$_2$(OH)$_2$ 在高达 1/3 磁化平台相的磁场中进行了比热和非弹性中子散射研究。我们确定该磁化平台是一种二聚体 - 单单体态，{\it i.e.}，由$S = 1/2$单单体链组成，这些单单体在菱形链骨架上被$S = 0$二聚体隔开。从单单体和二聚体的色散关系导出了有效自旋耦合$J_{mono}/k_B = 10.1(2)$ K 和$J_{dimer}/k_B = 1.8(1)$ K。它们与微观耦合$J_1/k_B = 1(2)$ K、$J_2/k_B = 55(5)$ K 以及铁磁性$J_3/k_B = -20(5)$ K 相关联，这可能是由于 Cu-O 键中的$d_{z^2}$轨道提供了超交换路径所致。