Молекулярные магниты. Высокоспиновые молекулярные кластеры T. Lis, Acta Crystallogr., B36, 2042 (1980) R. Sessoli, D. Gatteschi, A. Caneschi and M. A. - презентация

1 Молекулярные магниты

2 Высокоспиновые молекулярные кластеры T. Lis, Acta Crystallogr., B36, 2042 (1980) R. Sessoli, D. Gatteschi, A. Caneschi and M. A. Novak, Nature 365, 141 (1993); R. Sessoli et al., J. Am. Chem. Soc. 115, 1804 (1993)

3 Интерес нанокластеры имеют строго определенный размер квантовые скачки намагниченности молекулярная бистабильность макроскопическое квантовое туннелирование гигантские квантовые флуктуации

4 Критический размер образца = 10 нм, Е.И. Кондорский В домене процесс перемагничивания частицы происходит когерентно Э.Стонер и Э.Вольфарт S o = 0, S max = 25 - Iron atoms - Oxygen - Chlorine - Carbon

5 Скачки магнитного момента в Fe 10

6 Структура кластера Mn 12 ac Внешнее кольцо состоит из ионов Mn 3+ Внутри ионы Mn 4+. Mn 3+ S = 2 Mn 4+ S = 3/2. S = 10 ground state 10 < S z < +10 [Mn 12 (CH 3 COO) 16 (H 2 O) 4 O 12 ] 2CH 3 COOH 4H 2 O

7 Магнитная восприимчивость А.К.Звездин, В.В.Костюченко, В.В.Платонов и др. УФН, 2002, т.172, 11, с

8 Структура обменных взаимодействий между ионами молекулярного нано кластера Mn 12 ac А.К.Звездин, А.И.Повов, ЖЭТФ, 1996, 109, 2115

9 Calculated magnetization curve for a Mn12-acetate cluster Exchange parameters J 1 = 150 см -1 J 2 = 60 см -1 J 3 = - 60 см -1 J 4 = 30 см -1

10 УФН, 1998, 168, 10

11 Обменные интегралы для Mn 12 ac J1=225 K, J2=90 K, J3=90 K, J4=0 K. R. Sessoli J1=215 K, J2=85 K, J3=-85 K, J4=-45 K E.Chudnovsky J1=215 K, J2=85 K, J3=85 K, J4=-64.5 K C. Raghu J1 = 67 K, J2 = 62 K, J3 = 8 K, J4 = 6 K, G. Chaboussant J1 =175 K, J2 = 86 K, J3 = -16 K, J4 = 86 K, УФН, 2002 J1=119 K, J2=118 K, J3=-8 K, J4=23 K, N. Regnault, R. Sessoli

12 Структура кластера Mn 6 R 6 Mn atoms Oxygen atoms Nitrogen atoms Carbon atoms S Mn = 5/2 S R = ½ S = 12

13 Спиновый гамильтониан S Σ = 12 S Σ = 18 J = 40 см -1 J 3 /J = 0.14

14 Магнитная восприимчивость Mn 6 R 6 S Σ = 12 S Σ = 18 J = 40 см -1 J 3 /J = 0.14 V.V. Kostyuchenko, I.M. Markevtsev, A.V. Filippov,, Phys. Rev. B (2003)

15 Магнитная восприимчивость нано кластера V15 V 15 -полиоксиванадата S = 1/2 J = -800 К, J 1 = -150 К, J 2 = -300 К J 0 = 2,5 K S 0 = 3/2, S max = 15/2 Chiorescu, W. Wernsdorfer, A. Muller, H. Bogge, B. Barbara, Phys. Rev. Lett. 84, 3454 (1999)

16 Магнитная восприимчивость нано кластера V15 В.В.Платонов, О.М.Таценко, В.И.Плис и др., ФТТ, 2002, 44, в.11, с.2010 J = 490 K, J1 = 80 K, J2 = 161 K.

17 Процесс термостимулированного перехода из метастабильного минимума энергии в стабильный τ -1 = f 0 exp(– U/kT ), закону Аррениуса U = KV f 0 = ÷ с Макросопическое квантовое туннелирование

18 Photon-assisted tunneling in a Fe8 Single- Molecule Magnet

19 MAGNETIC QUBITS AS HARDWARE FOR QUANTUM COMPUTERS.

20

21 Spin blockade in electron transport through single Mn12 molecular magnets