S = 1/2スピンダイマー化合物NACU2VP2O10の結晶構造と磁気

スピン二量体磁石NACU2VP2O10の結晶構造は、単結晶X線回折と電子回折を使用して決定されました。NACU2VP2O10は、a = 6.13860（10）Å、b = 14.4846（3）ÅおよびC = 8.2392（2）Åで非中心的なorthombic C2221構造を表示しました。層状構造は、Cuo4プラケット、Vo6 octahedra、およびPO4 Tetrahedraで構成されていました。Cuo4プラケットのペアは、エッジ共有によりCu2O6構造二量体を形成しました。CU-CUネットワークは、擬似1次元特性を備えた歪んだパッカレイヤー構造を形成しました。最大磁気感受性が〜60 Kで観察され、NACU2VP2O10はさらなる冷却で非磁性になりました。スピンシングルの非磁性基底状態とトリプレット励起状態の間のスピンギャップは43.4 Kと推定されました。したがって、NACU2VP2O10は、二量体起源の一重項地状態を持つ交互のチェーンシステムであると想定されました。VO6オクタヘドラのV5+イオンは、d 0遷移金属の擬似ジャーンテラーの歪みに起因する原始ペロブスカイト構造の[110]方向に沿って大きな中心外変位を示しました。

The crystal structure of the spin dimer magnet NaCu2VP2O10 was determined using single-crystal X-ray diffraction and electron diffraction. NaCu2VP2O10 displayed a non-centrosymmetric orthorhombic C2221 structure with a = 6.13860 (10) Å, b = 14.4846 (3) Å and c = 8.2392 (2) Å. The layered structure comprised CuO4 plaquettes, VO6 octahedra and PO4 tetrahedra. A pair of CuO4 plaquettes formed Cu2O6 structural dimers through edge sharing. The Cu-Cu network formed a distorted puckered-layer structure with pseudo-one-dimensional characteristics. Maximum magnetic susceptibility was observed at ∼60 K and NaCu2VP2O10 became non-magnetic upon further cooling. The spin gap between the spin-singlet non-magnetic ground state and triplet excited state was estimated to be 43.4 K. Thus, NaCu2VP2O10 was assumed to be an alternating chain system with a singlet ground state of dimer origin. The V5+ ions in the VO6 octahedra showed large off-centre displacements along the [110] direction in the primitive perovskite structure, which were attributed to the pseudo-Jahn-Teller distortion of d 0 transition metals.