分子纳米磁体的非弹性中子散射和电子顺磁共振中的多自旋效应
介观与纳米尺度物理
2009-11-11 v1
摘要
许多分子磁性簇，如单分子磁体，特征为具有确定总自旋S的自旋基态并伴随零场失配。在本工作中，分析了基态多重态中跃迁的光谱强度。特别地，研究了由各向异性相互作用产生的与更高能级自旋多重态混合效应，这种效应在标准单自旋描述中被忽略。本研究系统地考察了非弹性中子散射(INS)和电子顺磁共振(EPR)两种实验技术，尤其强调前者。通过构建相应的有效自旋算符并扰动至二阶次，随后运用不可约张量算符技术，计算了光谱跃迁强度。观察到三种主要的自旋混合效应：第一，INS强度对动量传递Q呈现显著依赖，具有典型振荡行为，这表明交换耦合簇中波函数的多自旋性质；第二，与一阶计算结果相比，基态多重态跃迁的强度在自旋混合作用下受到不同影响；第三，这允许区分来自单离子配位场项和自旋混合项的簇磁各向异性的高阶贡献。所得解析结果通过三个实例进行说明：一个反铁磁杂异二聚体、Mn-[3 x 3]网格分子以及单分子磁体Mn12。
引用
@article{arxiv.cond-mat/0508225,
title = {Many-spin effects in inelastic neutron scattering and electron paramagnetic resonance of molecular nanomagnets},
author = {O. Waldmann and H. U. Güdel},
journal= {arXiv preprint arXiv:cond-mat/0508225},
year = {2009}
}
备注
18 pages, 3 figures, REVTEX4, to appear in PRB