Затем можно рассчитать температуру T 0 максимума теплоемкости, просто заменив в уравнении (2) на это зависящее от поля . Отсюда следует, что магнитное поле мало влияет на удельную теплоемкость при условии, что 2 g z μ B SH z ≪ , как наблюдается экспериментально. Параболическая зависимость расщепления квантового уровня , предсказанное уравнение (3) может быть непосредственно контролироваться путем построения экспериментального T 0 как функция H .
Данные четко следуют этой зависимости, как показано на нижней панели рис.. Тем не менее, экспериментальный сдвиг аномалии теплоемкости больше, чем можно было бы ожидать для случайно ориентированного образца, что позволяет предположить, что поликристаллический образец имеет предпочтительную ориентацию, как и ожидалось (см. Методы). Ориентация, которая лучше всего объясняет данные по теплоемкости, представляет собой «смесь» между ориентацией случайного порошка и полностью ориентированного образца с z, параллельным магнитному полю (3 и S2 ).
Сравнение со спиновой системой Крамерса: влияние спиновых часовых переходов на спин-спиновые взаимодействия
В этом разделе описывается реализация в той же молекулярной системе спина с обычным пересечением уровней, что дает хорошее сравнение с «квантовым пределом», который представляет комплекс 1 . Для этого исследуем Co ( ii ), содержащий комплекс 2 . В то время как Ni ( ii ) имеет целочисленный спин S = 1, Co ( ii ) обладает основным состоянием S = 3/2. Следовательно, это ион Крамерса. 28 годМы ожидаем увидеть глубокие различия в физическом поведении этих двух производных. Как будет показано ниже, эти различия четко проявляются в теплоемкости.
Магнитная анизотропия 2 намного слабее, чем 1 . 30 По этой причине в этом случае аномалия, связанная с ZFS между дублетами уровней m S = ± 1/2 и m S = ± 3/2 (см. Вставку на рис. 4 ), проявляется при более низких температурах и может быть наблюдается как дополнительный вклад в c / R по сравнению с решеточным. Экспериментальные результаты согласуются с расчетами, выполненными с использованием спинового гамильтониана в уравнении (1) с D = −8.31 см −1.и Е ≈ 0, что приведет к общему ZFS от 2 D . Эти значения почти полностью согласуются с D = -8,12 см -1 и E = 0, определенными из высокополевого ЭПР.