論文の概要: A first-principles linear response theory for open quantum systems and its application to Orbach and direct magnetic relaxation in Ln-based coordination polymers
- arxiv url: http://arxiv.org/abs/2603.18725v1
- Date: Thu, 19 Mar 2026 10:19:50 GMT
- ステータス: 翻訳完了
- システム内更新日: 2026-03-20 17:19:06.085386
- Title: A first-principles linear response theory for open quantum systems and its application to Orbach and direct magnetic relaxation in Ln-based coordination polymers
- Title（参考訳）: 開量子系に対する第一原理線形応答理論とそのオルバッハ及びLn系配位高分子における直接磁気緩和への応用
- Authors: Mikolaj Żychowicz, Jakub J. Zakrzewski, Szymon Chorazy, Alessandro Lunghi,
- Abstract要約: 単分子磁石(SMM)はスピンフォノン転移を抑制する軸磁気異方性によって緩やかな磁気緩和を示す。
我々は、複素a.c.磁気感受性へのアクセスを提供するオープン量子系に対する第一原理線形応答理論を数値的に実装する。
- 参考スコア（独自算出の注目度）: 39.146761527401424
- License: http://creativecommons.org/licenses/by/4.0/
- Abstract: Single-Molecule Magnets (SMMs) exhibit slow magnetic relaxation as a result of axial magnetic anisotropy inhibiting spin-phonon transitions. In order to establish a direct link between physical observables and the microscopic theory of magnetic relaxation, we here develop and numerically implement a first-principles linear-response theory for open quantum systems that provides access to the complex a.c. magnetic susceptibility in the presence of an oscillating a.c. magnetic field. Once combined with density functional theory and multiconfigurational electronic structure simulations, this formalism is applied in a fully first-principles fashion to three cyanido-bridged Ln/Y-based coordination polymers with general formula {Ln$^{III}_x$ Y$^{III}_{1-x}$ [Co(CN)$_6$]}, where Ln = Yb (1), Tb (2), and Dy (3). The method is able to reproduce the low-temperature direct relaxation process and its field dependence, as well as the high-temperature Orbach relaxation regime for all the investigated compounds. These results demonstrate the feasibility of ab initio simulations of magnetic a.c.susceptibility in lanthanide-based SMMs and support the potential of further development of ab initio open quantum systems methods towards the completion of a magnetization dynamics theory.
- Abstract（参考訳）: 単分子磁石(SMM)はスピンフォノン転移を抑制する軸磁気異方性によって緩やかな磁気緩和を示す。
物理可観測物と磁気緩和の微視的理論との直接的なリンクを確立するために、振動するa.c.磁場の存在下での複雑なa.c.磁気受容性へのアクセスを提供する開量子系に対する第一原理線形応答理論を開発し、数値的に実装する。
密度汎関数理論や多構成電子構造シミュレーションと組み合わせると、この形式は、Ln = Yb (1), Tb (2), Dy (3) の一般式 {Ln$^{III}_x$ Y$^{III}_{1-x}$ [Co(CN)$_6$] の3つのシアニド架橋Ln/Y基配位ポリマーに対して、完全に第一原理的に適用される。
この方法は、低温直接緩和過程とその磁場依存性を再現し、すべての化合物に対して高温オルバッハ緩和機構を再現することができる。
これらの結果は、ランタニド系SMMにおける磁気感受性のab initioシミュレーションの実現可能性を示し、磁化力学理論の完成に向けたab initioオープン量子系法のさらなる発展の可能性を裏付けるものである。
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