可调谐量子自旋梯材料 Cu(Qnx)(Cl$_{(1-x)}$Br$_{x}$)$_{2}$

我们报告了对一系列 $S=1/2$ 自旋梯化合物 Cu(Qnx)(Cl$_{(1-x)}$Br$_{x}$)$_{2}$ 的磁性、比热和电子自旋共振（ESR）测量结果。在温度低至 $T=2$ K 时，所有可观测量都可以用自旋梯模型描述，背景中存在约 1% 的 $S=1/2$ 杂质，这些杂质即使在名义上纯净的 Cu(Qnx)Cl$_{2}$ 和 Cu(Qnx)Br$_{2}$ 中也存在，适用于整个 $0\leq x\leq1$ 范围。通过将实验数据与量子蒙特卡洛模拟进行比较，我们提取了梯间交换常数 $J_{l}(x)$ 和 $J_{r}(x)$ 以及能隙值 $\Delta(x)$。由于 ESR 测量显示杂质的 $g$ 因子与梯自旋的 $g$ 因子精确相等，我们推测杂质是由导致梯端断裂的结构缺陷造成的。