自旋交叉材料二维弹性模型中的隐藏魔鬼阶梯

自旋交叉（SCO）材料是一类广泛存在于过渡金属配合物与金属有机框架（MOFs）中的可逆分子开关。它们表现出多样的自旋态有序性及其间的转变。我们给出了从弹性晶格失配模型到长程 Ising 模型的精确映射，其相互作用强度在远距离（方晶格上）呈平方反比衰减。这为 Ising 模型描述提供了微观依据，而此前仅能基于唯象理由论证。弹性挫折是非零 Ising 相互作用所必需的，但 Ising 模型中的短程相互作用是否几何受挫，取决于体模量与剪切模量之比或等效的泊松比。我们表明，对于具有现实参数的简单方晶格模型，在零温度下扫掠两自旋态间的焓差会导致大量（可能为无穷多）自旋态有序性以及高自旋离子比例中相应的台阶，与魔鬼阶梯一致。该阶梯也可通过变温攀爬，但此时部分台阶被隐藏，仅剩有限阶，与相关框架材料（如 {(Fe[Hg(SCN)$_3$]$_2$(4,4'-bipy)$_2$)}$_n$）的实验一致。我们的结果也适用于其他具有晶格失配的二元体系，例如异质固体。