Berlin 2005 – wissenschaftliches Programm

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MA: Magnetismus

MA 14: Molekularer Magnetismus

MA 14.7: Vortrag

Samstag, 5. März 2005, 15:15–15:30, TU H1012

Quantendynamik des Néel-Vektors in antiferromagnetischen molekularen Rädern und Gittern — •O. Waldmann, C. Dobe und H.-U. Güdel — Departement für Chemie und Biochemie, Universität Bern, CH-3012 Bern, Schweiz.

Die Dynamik der Untergittermagnetisierungen in Antiferromagneten kann bei tiefen Temperaturen durch den Néel-Vektor beschrieben werden. Wir untersuchten die Néel-Vektor-Dynamik in den molekularen Rädern Cr8 und CsFe8 und in dem Gitter Mn-[3 × 3] mittels inelastischer Neutronenstreuung (INS) und/oder Hochfeld-Drehmomentmagnetometrie. Im Cr8-Rad, welches eine nur schwache magnetische Anisotropie aufweist, konnten wir die quantisierte Rotation des Néel-Vektors mittels INS zweifelsfrei beobachten (PRL 91, 237202, 2003) - 50 Jahre nach der Vorhersage dieser Anregungsmode von Antiferromagneten durch Anderson. Im CsFe8-Rad führt eine ausgeprägte easy-axis-Anisotropie zu einer neuen Situation. Hier konnten wir Tunneln des Néel-Vektors nachweisen; die Analyse der Tunnelresonanz im INS-Spektrum demonstriert dessen Kohärenz. Damit ist uns die erstmalige Beobachtung von mesoskopischer Quantenkohärenz in einem antiferromagnetischen Cluster gelungen (cond-mat/0410447). Im Mn-[3 × 3]-Gitter beobachteten wir spektakuläre Oszillationen in der Feldabhängigkeit des Drehmoments (PRL 92, 096403, 2004). Diese neuartigen Quanten-Magnetooszillationen resultieren aus dem Wechselspiel zwischen Rotation des Néel-Vektors, magnetischer Anisotropie und angelegtem Magnetfeld. Diese Arbeiten zeigen die Vielfalt von neuartigen Quantenphänomenen in antiferromagnetischen Nanomolekülen auf.