Hamburg 2001 – wissenschaftliches Programm
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AM: Magnetismus
AM 7: Molekularer Magnetismus
AM 7.1: Vortrag
Dienstag, 27. März 2001, 11:30–11:45, S 5.2
Spindynamik molekularer Heisenberg Spin-Ringe — •Oliver Waldmann — Physikalisches Institut III, Universität Erlangen-Nürnberg
Die sogenannten molekularen Ferric Wheels gelten als Musterbeispiel molekularer Nanomagnete. Die Spin-5/2 Eisen(III)-Ionen sind ringförmig angeordnet, und eine intermolekulare magnetische Kopplung ist vernachlässigbar klein. Alle bisherigen Experimente konnten hervorragend durch einen Spin-Hamiltonian mit einer dominierenden antiferromagnetischen Heisenberg-Kopplung und zusätzlichen schwachen Ligandenfeld- und Dipol-Dipol-Wechselwirkungstermen beschrieben werden. Die Ferric Wheels stellen also ausgezeichnete, mesoskopische Heisenberg Quantenspin-Ringe dar. Dadurch motiviert führten wir numerische ab-initio Berechnungen der Spin-Paarkorrelationsfunktion (SPKF) für Ringe mit Si ≤ 5/2 für N=6 und Si ≤ 3/2 für N=8 durch. Das Spektrum der SPKF nimmt mit zunehmendem Spin Si eine einfache Struktur an. Diese kann für Temperaturen bis zu T = 3|J| ausgezeichnet beschrieben werden, wenn man das Spektrum der Anregungen als Funktion des Gesamtspins S betrachtet anstatt als Funktion des sonst üblichen Wellenvektors. Insbesondere zeigt sich zum einen, dass die niedrigliegenden Zustände zwei Bänder bilden, gefolgt von einem Quasikontinuum bei höheren Energien, und zum anderen dass Übergänge vom niedrigsten Band ins Quasikontinuum stark unterdrückt sind.