活性空间外电子相关在实现自旋-声子弛豫定量预测中的作用
材料科学
2024-12-11 v1
摘要
单分子磁体 (SMMs) 因其强磁各向异性和长自旋弛豫时间，成为分子尺度数据存储与处理的有希望的候选者。然而，随着温度升高，电子态与晶格振动之间的相互作用会加速自旋弛豫，严重限制了它们的实际应用。最近，从头算模拟使得我们能够加深对声子诱导磁弛豫的理解，但经常观察到与实验结果的显著偏差。对分子电子结构的描述主要基于完全活性空间自洽场 (CASSCF) 计算，而活性空间之外的电子相关的影响在很大程度上仍未得到探索。在本研究中，我们首次使用后 CASSCF 多组态方法，特别是 CAS 后接二阶微扰理论和多组态对密度泛函理论，对 SMMs 中的自旋-声子弛豫进行了系统研究。以 Co(II) 和 Dy(III) 基 SMMs 为例，我们分析了电子相关如何影响不同温度范围内的自旋-声子弛豫速率，并将理论预测与实验观察结果进行了比较。我们的发现表明，后 CASSCF 处理使得对 Co(II) 基 SMMs 实现定量预测成为可能。然而，对于 Dy(III) 基体系，准确的预测需要考虑额外的效应，这凸显了进一步推进这些复杂体系中电子相关效应研究的迫切必要性。
引用
@article{arxiv.2412.07749,
title = {The Role of Electron Correlation Beyond the Active Space in Achieving Quantitative Predictions of Spin-Phonon Relaxation},
author = {Soumi Haldar and Lorenzo A. Mariano and Alessandro Lunghi and Laura Gagliardi},
journal= {arXiv preprint arXiv:2412.07749},
year = {2024}
}