Search for spin liquid state in sub-monolayer 3He adsorbed on HD-preplated graphite

摘要

NMR studies of sub-monolayer solid 3He adsorbed on a bilayer of HD-preplated graphite have been made down to 100 µK, which is more than one order of magnitude smaller than the exchange energy (J). In the highly frustrated anti-ferromagnetic region, the magnetization obeys a Curie–Weiss law even at temperatures around J and then increases gradually down to 100 µK. Nevertheless, it does not show any anomalous behavior corresponding to the existence of the spin gap. The normalized magnetization versus the reduced temperature (T/J) is independent of the density just after solidification. This fact is consistent with the result in the high-temperature region where the main multiple spin exchanges have a similar density dependence in the present density region. PACS Nos.: 67.80Jd, 67.70+n, 75.10JmNous avons repoussé jusqu'à 100 µK l'étude RMN d'une sous-monocouche de 3He solide adsorbé sur une bi-couche de graphite avec du HD prédéposé. C'est là plus d'un ordre de grandeur plus bas que l'énergie d'échange (J). Dans la région antiferromagnétique fortement frustrée, la magnétisation obéit à une loi de Curie–Weiss, même à des températures autour de J et augmente alors graduellement lorsque T descend jusqu'à 100 µK. Néanmoins, elle ne montre aucun comportement anomal qui correspondrait à un intervalle (gap) de spin. Juste après la solidification, la magnétisation normalisée est indépendante de la température réduite (T/J). Ceci est cohérent avec le résultat à haute température où les échanges de spin ont une dépendance en densité similaire à la région étudiée ici. [Traduit par la rédaction]