ИСТИНА

Квантовая спиновая жидкость – это многочастичная запутанная квантовая система, которая вызывает огромный интерес как с точки зрения фундаментальной физики, так и прикладных применений при создании квантовых вычислительных систем. Однако к настоящему времени количество найденных соединений, проявляющих свойства спиновых жидкостей, исчисляется единицами. Проблема усугубляется тем, что вещество с таким состоянием не только сложно найти, но и доказать его квантовое основное состояние. В данной работе был исследован минерал саррабусит Pb5Cu(SeO3)4Cl4, в котором октаэдры [CuO4Cl2], соединенные между собой группами [SeO3], образуют цепочки, разделенные друг от друга ионами Pb2+. Для описания его магнитной подсистемы были измерены температурные зависимости теплоемкости и магнитной восприимчивости с помощью Quantum Design PPMS. Синтез образца саррабусита проводили спеканием в запаянной ампуле стехиометричной смеси SeO2, PbCl2, PbO и CuCl2. В течение пяти дней ампула выдерживалась при температуре в 380 градусов Цельсия – полученный желто-зеленый порошок был охарактеризован с помощью рентгеновской дифракции и рентгеноспектрального микроанализа. Кристаллическая структура соединения соответствует минералу саррабуситу. [1] По данным температурных зависимостей теплоемкости и магнитной восприимчивости в саррабусите не происходит магнитного упорядочения вплоть до температуры в 2 К. График температурной зависимости магнитной восприимчивости демонстрирует корреляционный максимум при 78 К, который свидетельствует об установлении ближнего магнитного порядка. Во всем диапазоне температур магнитная восприимчивость описывается моделью Боннер-Фишера (Гейзенберговская антиферромагнитная цепочка со спином ½) с установленным значением обменного взаимодействия в 129 К. Таким образом, магнитная подсистема саррабусита является редким примером однородной спиновой цепочки, в которой вплоть до 2 К не наблюдается магнитного упорядочения, что может быть первым подтверждением его основного состояния как квантовой спиновой жидкости.