单分子纳米磁体的非线性响应：平衡与动力学

我们提出了对Mn$_{12}$单分子磁体{\em 非线性}磁化率的实验研究。我们研究了它们的热平衡和动力学非线性响应。平衡结果表明非线性磁化率对磁各向异性的敏感性，而这种敏感性在随机分布轴系的线性响应中几乎不存在。最近发现Mn$_{12}$的非线性动力学响应非常大，并且显示出与经典超顺磁体相反的峰[F. Luis {\em et al.}, Phys. Rev. Lett. {\bf 92}, 107201 (2004)]。在此，我们证实了所提出的解释——由于隧道能级的失谐导致的弛豫率的强场依赖性。这是通过研究非线性磁化率的方向依赖性来实现的，这可以分离出量子失谐的贡献。此外，通过分析纵向和横向贡献，我们估计了由于与声子库耦合导致的退相干时间的界限。