Dresden 2003 – wissenschaftliches Programm
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MA: Magnetismus
MA 23: Bio-und molekularer Magnetismus
MA 23.5: Vortrag
Donnerstag, 27. März 2003, 11:15–11:30, HSZ/401
Untersuchungen zur Anisotropie des tetraedischen Moleküles [Mo V 12 O30(µ 2 − OH)10 H 2 { NiII(H2O)3 }4] — •Mirko Brüger und Jürgen Schnack — Universität Osnabrück, Fachbereich Physik, Barbarastr. 7, D-49069 Osnabrück
Die magnetischen Eigenschaften des Mo V-NiII -Clusters folgen im wesentlichen aus der quantenmechanischen Austauschwechselwirkung der vier tetraedisch angeordneten NiII-Ionen. Aus dem Pauli-Prinzip ergibt sich dabei eine geringere Coulombabstoßung für antiparallel eingestellte Spins. Diese antiferromagnetische Kopplung lässt sich im Heisenbergmodell durch den Hamilton-Operator HJ =J ∑i<j s→i s→j beschreiben. Im äußeren Magnetfeld erwartet man für hinreichend kleine Temperaturen das Auftreten von vier gleich großen Magnetisierungsstufen. Experimentell ermittelte Magnetisierungskurven weisen aber mit steigendem Magnetfeld eine starke Verbreiterung der Stufen auf. Ausserdem haben die „Magnetisierungssprünge“ eine wesentlich geringere Steigung. Eine ähnliche Verformung der Magnetisierungsstufen ergibt sich, wenn man im Hamiltonoperator eine Anisotropie der Form −D ∑i (ei→ s→i)2 berücksichtigt. Dabei sind ei→ Einheitsvektoren vom Zentrum des Moleküls in Richtung der auf den Tetraederecken liegenden NiII-Ionen. Die Eigenwerte des Hamilton-Operators sind nun analytisch nicht mehr zu berechnen. Da es sich bei den aufgenommenen Magnetisierungskurven um Messungen an Pulverproben handelt, muss über die räumliche Verteilung gemittelt werden. Erste numerische Untersuchungen zeigen, dass auf Grund der starken Anisotropie auch der Wert der bisher ermitteltete Kopplungskonstanten korrigiert werden muss.