3d-4f 分子配合物的磁性与自旋动力学
介观与纳米尺度物理
2011-12-01 v1 材料科学
摘要
我们展示了最近合成的三种双核分子配合物 [NiNd]、[NiGd] 和 [ZnGd] 的磁性，通过直流磁化强度和质子核磁共振（NMR）测量进行了研究。高温磁性源于 [NiNd] 和 [NiGd] 双核实体中两个磁性金属离子的独立顺磁行为。随着温度降低，在 [NiNd] 中发现了由于 Ni²⁺ 与 Nd³⁺ 之间的反铁磁相互作用（J/kB = -25 K）而形成的具有低自旋基态的磁性二聚体，而在 [NiGd] 中，磁性离子间的铁磁相互作用（J/kB = 3.31 K）导致了高自旋（S = 9/2）基态。[NiNd] 中质子核自旋晶格弛豫率 1/T₁ 的温度依赖性由磁化强度弛豫引起的核位点超精细场的涨落所驱动。在高温下，独立的 Ni²⁺ 和 Nd³⁺ 自旋快速涨落，而在低温下，由于反铁磁自旋关联的出现，我们观察到二聚体总磁化强度涨落的减慢。[NiNd] 在低温下的弛豫机制可通过一个与温度相关的单一关联频率 ωc∼T^3.5 来解释，该频率反映了交换耦合自旋通过自旋-声子相互作用产生的寿命展宽。由于温度降低时弛豫时间缩短，[NiGd] 的质子 NMR 信号仅在室温下可被检测到。[ZnGd] 的磁性符合弱相互作用孤立磁矩集合的预期，只是在 15 K 以下的磁化率和 NMR 结果中存在目前无法解释的异常。
引用
@article{arxiv.1111.7008,
title = {Magnetic properties and spin dynamics of 3d-4f molecular complexes},
author = {P. Khuntia and M. Mariani and A. V. Mahajan and A. Lascialfari and F. Borsa and T. D. Pasatoiu and M. Andruh},
journal= {arXiv preprint arXiv:1111.7008},
year = {2011}
}