論文の概要: Exploiting the presence of chiral spin states in molecular nanomagnets
- arxiv url: http://arxiv.org/abs/2501.11964v1
- Date: Tue, 21 Jan 2025 08:23:12 GMT
- ステータス: 翻訳完了
- システム内更新日: 2025-01-22 14:20:32.738958
- Title: Exploiting the presence of chiral spin states in molecular nanomagnets
- Title(参考訳): 分子ナノ磁性体におけるキラルスピン状態の存在の爆発
- Authors: Aman Ullah, Ziqi Hu, Alejandro Gaita-Ariño,
- Abstract要約: 3スピン中心系では、反強磁性交換相互作用は2つの基底状態ダブルトをもたらす。
2つの磁気中心を持つランタノイド錯体におけるスピンキラリティの存在を探索する。
- 参考スコア(独自算出の注目度): 47.41699406259656
- License:
- Abstract: In a three-spin-center system, antiferromagnetic exchange interactions give rise to two ground-state doublets, each state within the doublet exhibiting distinct spin-spectrum chirality. This chirality becomes significant when external perturbations are introduced. We explored, from a theoretical perspective, the presence of spin-chirality in Lanthanide complexes that feature two magnetic centers. The applied electric-potential, couples to the system electric dipole moment ($\mu$), modifying the spin-orbit interaction ($\hat{L}.\hat{S}$). This modification is formally expressed through the Dzyaloshinskii-Moriya interaction (DMI), whose role is to selectively activate one spin state in the doublet pair, as confirmed by computing the scalar spin-chirality ($\chi$). To validate the presence of chiral spin states, we performed spin-dynamics simulations using the Liouville-von Neumann equation within the density matrix formalism. The initial state was prepared as a superposition $1/\sqrt{2}(\rho_{01}+\rho_{10})$, and its time evolution revealed that each state in the doublet acquires a distinct phase, indicating their residence in separate phase spaces. This also demonstrated that the fidelity of the initial prepared state remains stable over an extended period.
- Abstract(参考訳): 3スピン中心系では、反強磁性交換相互作用は2つの基底状態のダブルトを生じ、各状態は異なるスピンスペクトルのキラリティを示す。
このキラリティは外部摂動を導入すると顕著になる。
理論的には、2つの磁気中心を持つランタン錯体のスピンキラリティの存在を探索した。
応用された電気ポテンシャルは、系の電気双極子モーメント(\mu$)に結合し、スピン軌道相互作用(\hat{L})を変更する。
hat{S}$)。
この修正は、DMI(Dzyaloshinskii-Moriya interaction)によって公式に表現され、その役割は、スカラースピンキラリティ(\chi$)の計算によって確認されるように、ダブルト対において1つのスピン状態を選択的に活性化することである。
カイラルスピン状態の存在を検証するため、密度行列形式論において、Louville-von Neumann方程式を用いてスピン力学シミュレーションを行った。
初期状態は 1/\sqrt{2}(\rho_{01}+\rho_{10})$ の重ね合わせとして準備され、その時間発展により、2重項の各状態が異なる位相を取得し、それぞれの状態が別々の位相空間にあることを示すことが明らかとなった。
これはまた、初期準備状態の忠実度が長期にわたって安定であることを示した。
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