Quantum magnetism in molecular spin ladders probed with muon-spin spectroscopy
Quantum magnetism in molecular spin ladders probed with muon-spin spectroscopy
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用μ子自旋光谱探测分子自旋梯中的量子磁性
DOI：
10.1088/1367-2630/aae21a
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发表时间：
2018
影响因子：
3.3
通讯作者：
Ward, S
中科院分区：
文献类型：
--
作者：
Lancaster, T;Xiao, F;Huddart, B M;Williams, R C;Pratt, F L;Blundell, S J;Clark, S J;Scheuermann, R;Goko, T;Ward, S
本文给出了分子自旋梯形系统(HPIP)2CuBr4(1−x)Cl4x[HPIP=(C5H12N)]的介子-自旋光谱(HPIP+SR)测量结果。利用横场μ+SR，我们能够识别x=0强自旋阶梯体系CuBr4相图各区域的特征行为。将我们的结果与二聚体分子磁体Cu(PYZ)(Gly)(ClO4)的结果进行比较，发现了几个共同的特征。我们在部分无序的(HPIP)2CuBr4(1−x)Cl4x(x=0.0 5)中找到了交叉，在那里发现了介于量子无序和类Luttinger液体之间的行为区域.我们对结果的解释结合了基于密度泛函计算的对(HPip)2CuBr4中可能的Muon停止态的分析，并提出了Muon及其局域扭曲如何导致对磁态具有良好灵敏度的局域探测单元。利用纵场μ+SR，我们比较了x=1强梯级材料(HPIP)2CuCl4和强级材料(C7H10N)2CuBr4(称为Dimpy)的动态响应，并证明了我们的结果与基于费米子准粒子相互作用激发的预测是一致的。
We present the results of muon-spin spectroscopy (μ+ SR) measurements on the molecular spin ladder system (Hpip) 2 CuBr 4 (1− x) Cl 4x,[Hpip=(C 5 H 12 N)]. Using transverse field μ+ SR we are able to identify characteristic behaviour in each of the regions of the phase diagram of the x= 0 strong-rung spin ladder system (Hpip) 2 CuBr 4. Comparison of our results to those of the dimer-based molecular magnet Cu (pyz)(gly)(ClO 4) shows several common features. We locate the crossovers in partially disordered (Hpip) 2 CuBr 4 (1− x) Cl 4x (x= 0.05), where a region of behaviour intermediate between quantum disordered and Luttinger liquid-like is identified. Our interpretation of the results incorporates an analysis of the probable muon stopping states in (Hpip) 2 CuBr 4 based on density functional calculations and suggests how the muon plus its local distortion can lead to a local probe unit with good sensitivity to the magnetic state. Using longitudinal field μ+ SR we compare the dynamic response of the x= 1 strong-rung material (Hpip) 2 CuCl 4 to that of the strong-leg material (C 7 H 10 N) 2 CuBr 4 (known as DIMPY) and demonstrate that our results are in agreement with predictions based on interacting fermionic quasiparticle excitations in these materials.
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