具有大交换与各向异性现场磁各向异性的分子磁体建模

分子磁体中的自旋可同时经历各向异性交换相互作用与现场磁各向异性。本文研究了在有和无现场各向异性的情况下，交换各向异性对分子磁各向异性的影响。当两种各向异性均较小时，我们发现有效自旋哈密顿量中的轴向各向异性参数 $D_M$ 是由交换与各现场各向异性各自贡献之和。我们发现即使轴向各向异性约为 $15\%$，低能谱也不对应于单一的母自旋流形，而是存在来自其他母自旋的侵入态。在此情形下，低能谱无法由跨越母自旋空间的有效哈密顿量描述。我们研究了磁化率、比热随温度的变化以及磁化强度随外加场的变化，以表征该极限下的系统。我们发现两种各向异性之间存在协同效应，尤其对于具有更高现场自旋的大系统更为显著。