探索最大单分子磁体的磁性质

Henry F. Schurkus; Dianteng Chen; Matthew J. O'Rourke; Hai-Ping Cheng; Garnet K. -L. Chan

探索最大单分子磁体的磁性质

化学物理 2020-01-06 v2

作者: Henry F. Schurkus , Dianteng Chen , Matthew J. O'Rourke , Hai-Ping Cheng , Garnet K. -L. Chan

摘要

巨型 $\{ \mathrm{Mn}_{70} \}$ 与 $\{ \mathrm{Mn}_{84} \}$ 轮状结构是迄今合成的最大核数单分子磁体，理解其磁性质对理论而言是一项挑战。从第一性原理计算出发，我们利用有效自旋哈密顿量探究这些轮状结构中的磁性质与激发。我们发现，超交换路径的不寻常几何结构导致了弱耦合的、携带有效 $S=2$ 自旋的 $\{ \mathrm{Mn}_{7} \}$ 子单元。该谱展现出能量尺度与巨大简并度的层级结构，其最低能量激发源于轮上 $\{ \mathrm{Mn}_{7} \}$ 子单元的类海森堡环激发，其能量与观测到的磁化率温度依赖性一致。我们进一步指出，弱的长程耦合在从近简并基态带中选定 $\mathrm{Mn}$ 轮精确自旋基态方面起着重要作用。

关键词

单分子磁体锰轮状结构有效自旋哈密顿量超交换路径磁化率基态选择

引用

@article{arxiv.2001.00247,
  title  = {Exploring the magnetic properties of the largest single molecule magnets},
  author = {Henry F. Schurkus and Dianteng Chen and Matthew J. O'Rourke and Hai-Ping Cheng and Garnet K. -L. Chan},
  journal= {arXiv preprint arXiv:2001.00247},
  year   = {2020}
}

备注

7 pages, 8 figures. HFS and DTC contributed equally

探索最大单分子磁体的磁性质

摘要

关键词

引用

备注

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