Technical Report of ISSP Ser. A: Number 3151

Abstract

Magnetic susceptibility and specific heat were measured for a Zn-substituted spin-1/2 Heisenberg 2-leg ladder compound Sr(Cu(1-x)Zn(x))2O3 (x is less than or equal to 0.08) to investigate nonmagnetic impurity effects on the quantum spin system with a large spin gap. The high temperature susceptibility of the Curie-Weiss type suggested the formation of localized moments of about 0.75 mu(sub B)/Zn, while an anomaly appeared at a low, composition dependent temperature. The anomaly turned out to be an antiferromagnetic ordering through the specific heat measurement, and a finite amount of T-linear term in the specific heat, the amount being independent of Zn concentration, was observed in the paramagnetic range. It has thus been suggested that the nonmagnetic impurity of only one percent was enough to drive the system gapless and magnetically ordered.

Zn置換スピン1/2Heisenberg型2脚ラダー化合物Sr(Cu(1-x)Zn(x))2O3(x≦0.08)について、大きなスピンギャップのある量子スピン系における非磁性不純物効果を検討するために磁化率および比熱を測定した。Curie-Weiss型の高温磁化率は、低温、組成依存温度において異常が現れる一方で、およそ0.75μB/Znの局在磁気モーメントの形成があることを示唆している。この異常は比熱測定から反強磁性秩序であること、比熱のT線形項が有限量であることが判明し、Zn濃度に独立な量であることを常磁性範囲の中で観察した。わずか1パーセントの非磁性不純物が十分に系をギャップレスおよび磁気秩序化に変えることを示唆している。