Lückenhafter magnetischer Grundzustand im Quantenspinflüssigkeitskandidaten κ- (BEDT-TTF) 2Cu2 (CN) 3

Eine Spaltflüssigkeit mit Lücken

Quantenspinflüssigkeiten vermeiden die konventionelle magnetische Ordnung bis zu den niedrigsten Temperaturen. Unter den Kandidaten für diesen Zustand befinden sich organische Salze wie κ- (BEDT-TTF)2Mit2(CN)3 waren prominent. Miksch et al. untersuchten dieses Material unter Verwendung von Elektronenspinresonanz, um die Natur seines Grundzustands aufzuklären. Anstelle des erwarteten lückenlosen Zustands deutet die Temperaturabhängigkeit der Spinanfälligkeit auf die Bildung einer Spinlücke hin.

Wissenschaft, diese Ausgabe p. 276

Abstrakt

Geometrische Frustration, Quantenverschränkung und Störung können die Fernordnung lokalisierter Spins mit starken Austauschwechselwirkungen verhindern, was zu einem exotischen Materiezustand führt. κ- (BEDT-TTF)2Mit2(CN)3 wird als Hauptkandidat für diesen schwer fassbaren Quantenspin-Flüssigkeitszustand angesehen, aber seine Grundzustandseigenschaften bleiben rätselhaft. Wir präsentieren eine Multifrequenz-Elektronenspinresonanz (ESR) -Studie bis zu Millikelvin-Temperaturen, die einen raschen Abfall der Spinanfälligkeit bei 6 Kelvin zeigt. Diese Öffnung einer Spinlücke, begleitet von strukturellen Modifikationen, steht im Einklang mit der Bildung eines festen Grundzustands der Valenzbindung. Wir identifizieren einen Verunreinigungsbeitrag zur ESR-Reaktion, der dominant wird, wenn die intrinsischen Spins Singuletts bilden. Die Untersuchung der Elektronen zeigt direkt die zentrale Rolle von Defekten für die energiearmen Eigenschaften von Quantenspinsystemen ohne magnetische Ordnung.

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