論文の概要: Vibronic effects on the quantum tunnelling of magnetisation in Kramers
single-molecule magnets
- arxiv url: http://arxiv.org/abs/2301.05557v2
- Date: Mon, 15 Jan 2024 11:55:16 GMT
- ステータス: 処理完了
- システム内更新日: 2024-01-18 03:36:13.710059
- Title: Vibronic effects on the quantum tunnelling of magnetisation in Kramers
single-molecule magnets
- Title（参考訳）: クラマース単分子磁石の磁化の量子トンネル形成に及ぼすビブロン効果
- Authors: Andrea Mattioni, Jakob K. Staab, William J. A. Blackmore, Daniel Reta,
Jake Iles-Smith, Ahsan Nazir, Nicholas F. Chilton
- Abstract要約: 単分子磁石におけ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。
磁気ポーラロンの形成は、アモルファス系と結晶系のトンネルの確率を低下させる。
この研究は、スピンフォノンカップリングが極低温でも単分子磁石の磁気緩和に影響を与えることを示した。
- 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 monometallic single-molecule magnets. Describing
their low-temperature magnetism in terms of magnetic polarons, we are able to
quantify the vibronic contribution to the quantum tunnelling of the
magnetisation, a process that is commonly assumed to be independent of
spin-phonon coupling. We find that the formation of magnetic polarons lowers
the tunnelling probability in both amorphous and crystalline systems by
stabilising the low-lying spin states. This work, thus, shows that spin-phonon
coupling subtly influences magnetic relaxation in single-molecule magnets even
at extremely low temperatures where no vibrational excitations are present.
- 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、単金属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模型を定式化する。
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可能であり、スピンフォノンカップリングとは無関係であると考えられている。
磁気ポーラロンの形成は、低いスピン状態の安定化により、アモルファス系と結晶系のトンネルの確率を低下させる。
この研究は、スピンフォノンカップリングが振動励起が存在しない極低温でも単一分子磁石の磁気緩和に微妙に影響を及ぼすことを示した。
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