論文の概要: Vibronic Effects on the Quantum Tunnelling of Magnetisation in
Single-Molecule Magnets
- arxiv url: http://arxiv.org/abs/2301.05557v1
- Date: Fri, 13 Jan 2023 14:04:11 GMT
- ステータス: 処理完了
- システム内更新日: 2023-01-16 15:46:23.777788
- Title: Vibronic Effects on the Quantum Tunnelling of Magnetisation in
Single-Molecule Magnets
- Title（参考訳）: 単分子磁石の磁化の量子トンネル形成に及ぼす振動効果
- Authors: Andrea Mattioni, Jakob K. Staab, William J. A. Blackmore, Daniel Reta,
Jake Iles-Smith, Ahsan Nazir, Nicholas F. Chilton
- Abstract要約: 単分子磁石は、分子スケールのデータストレージと処理を実現する上で最も有望なプラットフォームの一つである。
磁化力学は、電子的自由度と振動的自由度の間の相互作用によって決定される。
磁化の量子トンネルへのビブロニックな寄与を定量化する。
- 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: Single-molecule magnets are among the most promising platforms for achieving
molecular-scale data storage and processing. Their magnetisation dynamics are
determined by the interplay between electronic and vibrational degrees of
freedom, which can couple coherently, leading to complex vibronic dynamics.
Building on an ab initio description of the electronic and vibrational
Hamiltonians, we formulate a non-perturbative vibronic model of the low-energy
magnetic degrees of freedom in a single-molecule magnet, which we benchmark
against field-dependent magnetisation measurements. Describing the
low-temperature magnetism of the complex in terms of magnetic polarons, we are
able to quantify the vibronic contribution to the quantum tunnelling of the
magnetisation. Despite collectively enhancing magnetic relaxation, we observe
that specific vibrations suppress quantum tunnelling by enhancing the magnetic
axiality of the complex. Finally, we discuss how this observation might impact
the current paradigm to chemical design of new high-performance single-molecule
magnets, promoting vibrations to an active role rather than just regarding them
as sources of noise and decoherence.
- Abstract（参考訳）: 単分子磁石は、分子スケールのデータストレージと処理を実現する上で最も有望なプラットフォームの一つである。
その磁化ダイナミクスは、電子的自由度と振動的自由度の間の相互作用によって決定される。
電子的および振動的ハミルトニアンのab initio記述に基づいて、単分子磁石における低エネルギー磁気自由度の非摂動振動モデルを作成し、磁場依存性磁化測定に対するベンチマークを行った。
磁性ポーラロンを用いて錯体の低温磁気を記述することで、磁化の量子トンネル化に対するビブロンの寄与を定量化することができる。
磁気緩和の強化にもかかわらず、特定の振動は複合体の磁気軸性を高めて量子トンネルを抑制する。
最後に、この観測が新しい高性能単分子磁石の化学設計への現在のパラダイムにどう影響するかを論じ、ノイズやデコヒーレンスの源としてだけではなく、振動をアクティブな役割へと促進する。
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