Technical Report of ISSP Ser. A: Number 2770

Abstract

The Nuclear Quadrupole Resonance (NQR) of Cu in the spin-Peierls system CuGeO 3 has been observed. The NQR signals have been observed at 34.23 +/- 0.02 MHz for Cu-63 and 31.66 +/- 0.02 MHz for Cu-65 at 4.2 K under zero external field. These signals persist down to 1.3 K with neither line splitting nor broadening due to the internal magnetic field. This fact indicates there is no long range order of Cu spins. The Cu-63 nuclear spin-lattice relaxation rate (63)(1/T1) rapidly drops below 15 K which clearly demonstrates an opening of the energy gap in the excitation spectrum. However, no anomaly was detected in the Cu NQR frequency at the transition temperature. It was also found that (63)(1/T1) above 15 K smoothly extrapolates to a finite value at 0 K. This may suggest the spin dynamics in the paramagnetic state is described in terms of the one-dimensional antiferromagnetic Heisenberg model with S = 1/2.

スピンPeierls系CuGeO3におけるCuの核4重極共鳴(NQR)を観測した。NQRシグナルは外部磁場ゼロの4.2KでCu-63の場合34.23±0.02MHzで観測され、Cu-65の場合31.66±0.02MHzで観測された。このシグナルは内部磁場による線のスプリッティングも拡がりもなく1.3Kまで持続した。このことはCuスピンの長い整列がないことを示している。Cu-63核スピン格子緩和速度(63)(1/T1)は15K以下で急速に低下するが、これは励起スペクトルにおけるエネルギーギャップの隙間を示している。しかし、遷移温度でのCuNQR周波数において異常は検出されなかった。15K以上の(63)(1/T1)は0Kでの有限値までスムースに外挿していることがわかった。このことは常磁性状態におけるスピン動力学はS=1/2の1次元反強磁性ハイゼンベルクモデルで記述できることを示唆している。