一种有机 $S=1$ Haldane 链系统的性质研究

我们报告了一种新型有机 $S=1$ 反亚历山大链系统 $m$-NO$_2$PhBNO（缩写为 BoNO）。在该双自旋系统中，来自氨基苯基的两个未配对电子通过强菲米科磁性耦合（$|J_\text{FM}| /k_B \gtrsim 500$ K），形成每个分子的有效 $S=1$ 态。BoNO 双自旋链沿晶轴向传播。温度依赖的 $g$ 因子和电子瞬变共振 (EPR) 线宽数据与低维反亚历山大相互作用相符。EPR 数据进一步表明，BoNO 是已知的几乎各向同性 $g$ 因子 ($2.0023 \pm 2$ ‰) 的 Haldane 系统。磁化 measurements 在最高 40 T 的磁场下以及低场 susceptibility 测量，结合 $^1$H 核磁共振 (NMR) 光谱，揭示了主导的单链内反亚历山大交换耦合 $J_\text{1D}/k_B = (11.3\pm0.1)$ K，可实现的临界磁场为 $\mu_0 H_\text{c1} \approx 2$ T 和 $\mu_0 H_\text{c2} \approx 33$ T。这些测量结果表明，BoNO 是一种具有极小磁各向异性的独特 Haldane 系统。进一步的低温 Tomonaga-Luttinger 液体 (TLL) 和磁场诱导相态的深入 NMR 研究具有重要意义。