异金属Ni$^\text{2+}_4$Gd$_4^\text{3+}$复合物中的量子纠缠生成

我们利用精确对角化方法研究了作用于外部磁场下，称为Ni$^{2+}_4$Gd$^{3+}_4$的八核异金属$3d/4f$复合物中各种类型的量子纠缠。这些分子磁性材料可由Heisenberg自旋模型描述，由两个相同的$\{\text{Ni}^{2+}_2\text{Gd}^{3+}_2\}$立方亚单元通过乙酸和羟基配体桥接而成。我们的分析显示，其磁化在低温下表现出中间台阶，表明Ni含量化合物具有特定基态特征。我们采用负性作为量子纠缠的度量，考察了单向各向异性和磁场对两个族系中Ni$^{2+}_4$Gd$^{3+}_4$复合物的四体积、二分体、1-3纠缠和2-2纠缠的影响。在没有各向异性的复合物(1)中，Ni离子之间的强二分纠缠可持续至 $T \approx 3.0\,\text{K}$ 和 $B \approx 4.0\,\text{T}$，但显示出显著较弱的四体纠缠以及在Gd$\cdots$Gd和Ni$\cdots$Gd对之间消失的二分纠缠。相比之下，带有各向异性的复合物(2)显示所有考虑的纠缠类型均为非零且可观的数值。我们的发现强调了单向各向异性在生成和塑造异金属Ni$^{2+}_4$Gd$^{3+}_4$复合物纠缠景观中的关键作用。值得注意的是，我们发现Ni离子与立方单元中其余位点的1-3纠缠可作为基态相变的可靠指示器，表明在是否存在单向各向异性的情况下，均呈现出不同相边界的显著变化。