标题： 阿塔卡米特 Cu$_2$Cl(OH)$_3$的磁性基态：通过非弹性中子散射揭示受挫的锯齿链的关键作用 显示英文标题

标题： The Magnetic Ground State of Atacamite Cu$_2$Cl(OH)$_3$: The Crucial Role of Frustrated Zigzag Chains Revealed by Inelastic Neutron Scattering

摘要： 我们报告了对磁性受挫的$S=\frac12$锯齿链化合物 atacamite Cu$_2$Cl(OH)$_3$的非弹性中子散射（INS）测量，该化合物具有不同的 Cu(1) 和 Cu(2) 站点。 垂直于锯齿链方向，INS 显示出两种色散自旋波模式和至少 0.75 meV 的能隙。 这种行为在 Cu(1) 自旋的有效磁场中的 Cu(2) 自旋的锯齿链模型中得到了合理解释。 该模型与第一性原理计算相容，并在线性自旋波理论计算中解释了 INS 的色散。 我们的结果揭示了一个独特的能量尺度分离案例，涉及两种不同取向的一维链，其中锯齿链模型对于完全表征 atacamite 的低能磁性至关重要。 显示英文摘要

摘要： We report inelastic neutron scattering (INS) measurements on the magnetically frustrated $S=\frac12$ sawtooth-chain compound atacamite Cu$_2$Cl(OH)$_3$ featuring inequivalent Cu(1) and Cu(2) sites. Transverse to the sawtooth chains, INS reveals two dispersive spin-wave modes and a gap of at least 0.75 meV. This behavior is rationalized within a zigzag-chain model of Cu(2) spins in an effective magnetic field of Cu(1) spins. The model is compatible with first-principles calculations and accounts for INS dispersions within linear spin-wave theory calculations. Our results reveal a unique case of an effective separation of energy scales between two differently oriented one-dimensional chains, with the zigzag-chain model being essential to fully characterize atacamite's low-energy magnetism.