Naslov
Kvantna magnetska histereza kod Mn_12-acetata
(Quantum magnetic hysteresis in Mn_12-acetate)

Autori
Pajić, Damir

Vrsta, podvrsta i kategorija rada
Ocjenski radovi, diplomski rad

Fakultet
Prirodoslovno-matematički fakultet

Mjesto
Zagreb

Datum
01.02

Godina
1999

Stranica
52

Mentor
Zadro, Krešo

Ključne riječi
magnetska histereza; kvantno tuneliranje; Mn_12-acetat
(magnetic hysteresis; quantum tunneling; Mn_12-acetate)

Sažetak
Istraživanje magnetskih svojstava sitnih magnetskih čestica radi proučavanja kvantnih pojava naišlo je na probleme zbog usrednjavanja po veličinama i oblicima. Novi način gradnje magnetskih čestica polazeći od molekula dao je nove mogućnosti istraživanja. Jedan od tih molekularnih magneta je i Mn_12-acetat. Osnovno stanje spina 10 određuje tu molekulu kao sustav u kojem se primjećuje kvantiziranost magnetskog momenta, ali isto tako i svojstva makroskopskog magneta zbog velikog spina. Tako tu molekulu možemo nazvati mezoskopskim magnetom. Mjerenje magnetskog momenta m uzorka (igličasti prah Mn_12-acetata usmjeren jakim magnetskim poljem te zaleđen) u magnetskim poljima H do 5T i pri temperaturama T od 1,8K naviše dalo je sljedeće rezultate: - razdvajanje krivulja m(T) za uzorak ohlađen bez polja (ZFC) i uzorak ohlađen u polju (FC) ispod određene temperature (T_B), a iznad te temperature zajedničko opadanje karakteristično za paramagnete - pojava širokih petlja magnetske histereze ispod T_B - pojava skokova na petlji magnetske histereze pri jednakorazmaknutim poljima - vrijeme relaksacije magnetskog momenta opada s porastom magnetskog polja, ali tako da se u poljima pri kojima se javlja skok pojavljuju lokalni minimumi Zrnca Mn_12-acetata magnetski su anizotropna što je posljedica anizotropije molekule u čijem je središtu tetraedar od 4 Mn^+4 iona oko kojeg je kruna od 8 Mn^+3 iona. Rezultat toga je da su stanja projekcije spina +10 i -10 stanja najniže energije međusobno odvojena potencijalnim bedemom kojeg tvore ostala stanja. Pri niskim temperaturama dolazi do smrzavanja spina u stanjima najniže energije što se očituje u razdvajanju ZFC i FC krivulja (svojstveno superparamagnetima). Iz istog razloga pojavljuje se magnetska histereza, a skokovi na njoj posljedica su rezonantnog kvantnog tuneliranja magnetskog momenta. Iznad T_B nema histereze jer relaksacija postaje brza te promjena m slijedi promjenu H. Porastom H smanjuje se visina bedema te je relaksacija brža. Ona je također brža i pri poklapanju energijskih razina sa obje strane bedema što govori da se tada uz toplinsku relaksaciju preko bedema odvija i dodatna relaksacija zbog rezonantnog tuneliranja kroz bedem te se odvija suradnja klasičnog i kvantnog režima relaksacije. Zbog navedenih svojstava molekularni magneti bi mogli naći zanimljive primjene, a pružaju i mogućnosti istraživanja kvantnih procesa na makroskopskoj razini.

Izvorni jezik
Hrvatski

Znanstvena područja
Fizika

POVEZANOST RADA