基于主导次近邻反铁磁相互作用的镝基单链磁体中的自旋倾斜

我们从理论和实验上研究了分子基单链磁体(SCM)[Dy(hfac)$_{3}$NIT(C$_{6}$H$_{4}$OPh)]$_{\infty}$单晶的静态磁性质，该磁体由交替的Dy$^{3+}$离子和有机自由基组成。随着温度升高，磁摩尔磁化率$\chi_{M}$的角度依赖性的极大值和极小值之间出现一种特殊的反转。利用单体构建单元的信息以及Dy$^{3+}$离子磁各向异性的{\it ab initio}估算，这种各向异性反转现象可归因于沿链轴的弱一维铁磁性。这表明，尽管Dy-Dy间距很大，但Dy$^{3+}$离子之间的反铁磁次近邻相互作用主导了自由基与Dy$^{3+}$离子之间的近邻相互作用。沿链方向及垂直于链方向的磁化强度场依赖性测量，以及强磁场中$\chi_{M}$的角度依赖性测量，均证实了这一解释。我们使用经典一维自旋模型对实验测量进行了转移矩阵模拟，该模型包含反铁磁海森堡交换相互作用和非共线单轴单离子各向异性，有利于形成倾斜的反铁磁自旋排列，并沿链轴产生净磁矩。与实验数据的良好吻合提供了哈密顿量参数的估计值，这对于进一步研究稀土基分子链的动力学至关重要。