用缪子自旋谱学探测分子自旋梯中的量子磁性

我们给出了分子自旋梯系统 (Hpip)$_{2}$CuBr$_{4(1-x)}$Cl$_{4x}$（[Hpip=(C$_{5}$H$_{12}$N)]）的缪子自旋谱学（$\mu^{+}$SR）测量结果。利用横向场 $\mu^{+}$SR，我们能够在 $x=0$ 强横档自旋梯系统 (Hpip)$_{2}$CuBr$_4$ 的相图各区域中识别出特征行为。我们将结果与基于二聚体的分子磁体 Cu(pyz)(gly)(ClO$_{4}$) 的结果比较，显示出若干共同特征。我们定位了部分无序 (Hpip)$_{2}$CuBr$_{4(1-x)}$Cl$_{4x}$（$x=0.05$）中的交叉行为，其中识别出介于量子无序与类 Luttinger 液体之间的行为区域。我们对结果的解释结合了对 (Hpip)$_{2}$CuBr$_4$ 中缪子可能停止态基于密度泛函计算的分析，并提示缪子及其局域畸变如何导致具有良好磁态灵敏度的局域探针单元。利用纵向场 $\mu^{+}$SR，我们将 $x=1$ 强横档材料 (Hpip)$_{2}$CuCl$_{4}$ 的动力学响应与强纵档材料 (C$_{7}$H$_{10}$N)$_{2}$CuBr$_{4}$（称为 DIMPY）进行比较，并证明我们的结果与基于这些材料中相互作用费米子型准粒子激发的预测一致。