磁性分子的旋转态

我们研究了一种表现出自旋隧穿且可绕其各向异性轴自由旋转的磁性分子。获得了作为自旋态与旋转态叠加的分子精确低能本征态。我们证明参数 $\alpha = 2(\hbar S)^2/(I\Delta)$ 决定了分子的基态。其中 $\hbar S$ 为自旋，$I$ 为转动惯量，$\Delta$ 为隧穿分裂。分子的磁矩在 $\alpha < \alpha_c = [1-1/(2S)^{2}]^{-1}$ 时为零，在 $\alpha > \alpha_c$ 时非零。当 $\alpha \to \infty$ 时，分子的自旋局域化于沿各向异性轴的其中一个方向上。