論文の概要: Study of magnetization relaxation in molecular spin clusters using an
innovative kinetic Monte Carlo method
- arxiv url: http://arxiv.org/abs/2007.11342v4
- Date: Thu, 3 Jun 2021 05:14:06 GMT
- ステータス: 処理完了
- システム内更新日: 2023-05-08 18:39:00.977165
- Title: Study of magnetization relaxation in molecular spin clusters using an
innovative kinetic Monte Carlo method
- Title（参考訳）: 革新的モンテカルロ法による分子スピンクラスターの磁化緩和に関する研究
- Authors: Sumit Haldar and S. Ramasesha
- Abstract要約: 分子磁気学の分野では、分子磁気の遮断温度が長年にわたって問題となっている。
分子磁気鎖10万の集合体に対する速度論的モンテカルロ (kMC) アプローチを用いてこの問題を考察する。
磁化緩和に対するエネルギー障壁は、オンサイト異方性、交換異方性、スピン双極子相互作用の強さの増加とともに増大する。
- 参考スコア（独自算出の注目度）: 0.0
- License: http://arxiv.org/licenses/nonexclusive-distrib/1.0/
- Abstract: Modeling blocking temperature in molecular magnets has been a long standing
problem in the field of molecular magnetism. We investigate this problem using
a kinetic Monte Carlo (kMC) approach on an assembly of 100,000 short molecular
magnetic chains (SMMCs), each of six identical spins with nearest neighbour
anisotropic ferromagnetic exchange interactions. Each spin is also anisotropic
with an uniaxial anisotropy. The site spin on these SMMCs take values $1$,
$3/2$ or $2$. Using eigenstates of these SMMCs as the states of Markov chain,
we carry out a kMC simulation starting with an initial state in which all SMMCs
are completely spin polarized and assembled on a one-dimensional lattice so as
to experience ferromagnetic spin-dipolar interaction with each other. From
these simulations we obtain the relaxation time $\tau_r$ as a function of
temperature and the associated blocking temperature. We study this for
different exchange anisotropy, on-site anisotropy and strength of dipolar
interactions. The magnetization relaxation times show non-Arrhenius behaviour
for weak on-site interactions. The energy barrier to magnetization relaxation
increases with increase in on-site anisotropy, exchange anisotropy and strength
of spin dipolar interactions; more strongly on the last parameter. In all cases
the barrier saturates at large on-site anisotropy. The barrier also increases
with site spin. The large barrier observed in rare-earth single ion magnets can
be attributed to large dipolar interactions due to short intermolecular
distances, owing to their small size and large spin of the rare earth ion in
the molecule.
- Abstract（参考訳）: 分子磁石におけるブロッキング温度のモデル化は、分子磁性の分野において長年の課題となっている。
近接する異方性強磁性交換相互作用を持つ6つの同一スピンからなる10万個の短分子磁気鎖(SMMC)の集合体に対する速度論的モンテカルロ(kMC)アプローチを用いてこの問題を考察する。
それぞれのスピンは一軸異方性を持つ異方性でもある。
サイトはこれらのsmmcでスピンし、1ドル、2/2ドル、2ドルの価値を取る。
これらのSMMCの固有状態をマルコフ連鎖の状態として、すべてのSMMCが完全に偏極化され、1次元格子上に組み立てられた初期状態から始まるkMCシミュレーションを行い、強磁性スピン-双極子相互作用を経験する。
これらのシミュレーションから、温度と関連するブロッキング温度の関数として緩和時間$\tau_r$を得る。
本研究では, 異なる交換異方性, オンサイト異方性, 双極子相互作用の強度について検討した。
磁化緩和時間は、弱いオンサイト相互作用に対する非アルテニウス挙動を示す。
磁化緩和に対するエネルギー障壁は、オンサイト異方性の増加、スピン双極子相互作用の異方性および強度の交換によって増大する。
すべての場合、バリアは大きなオンサイト異方性で飽和する。
サイトスピンによってバリアも増加する。
希土類イオン磁石で観測される大きな障壁は、分子内の希土類イオンの小さなサイズと大きなスピンのため、短い分子間距離のために大きな双極子相互作用に起因する可能性がある。
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