بررسي تحليلي پديده تونل زني اسپين با در نظر گرفتن برانگيختگي‌هاي چهار قطبي در آهنرباي تك مولكولي f‌e8

Analytical calculation of spin tunneling effect in single molecule magnet Fe8 with considering quadrupole excitation

پديده تونل زني اسپين در آهنرباي تك مولكولي Fe8با استفاده از روش محاسبه اينستانتوني مطالعه شده است. در اين مطالعه از حالت‌ همدوس در پارامتر حقيقي در گروه (3)SU به عنوان تابع اوليه استفاده شده است. براي اين آهنرباي تك مولكولي، شكافتگي ترازهاي انرژي حاصل شده مربوط به جمله‌اي در كنش كلاسيكي مي‌باشد كه از فاز عمومي شده بري نتيجه مي‌شود و اين جمله باعث تداخل بين مسيرهاي تونل‌ زني (اينستانتون‌ها) مي‌شود. در اين آهنرباي تك مولكولي ثابت مي‌شود كه استفاده از برانگيختگي چهار قطبي (وابستگي به g) نه تنها موقعيت نقاط خاموش شوي پديده تونل زني بلكه تعداد آنها نيز تغيير خواهد كرد. همچنين اين نقاط با تعداد پله‌ها در حلقه پسماند اين آهنربا تك‌ مولكولي ارتباط دارد. اگر برانگيختگي‌هاي دو قطبي و چهار قطبي را در انرژي كلاسيكي لحاظ كنيم، تعداد پله‌هاي حلقه پسماند با تعداد پله‌هاي مشاهده شده از داده‌هاي تجربي برابر خواهد شد.

Spin tunneling effect in Single Molecule Magnet Fe8 is studied by instanton calculation technique using SU(3) generalized spin coherent state in real parameter as a trial function. For this SMM, tunnel splitting arises due to the presence of a Berry like phase in action, which causes interference between tunneling trajectories (instantons). For this SMM, it is established that the use of quadrupole excitation (g dependence) changes not only the location of the quenching points, but also the number of these points. Also, these quenching points are the steps in hysteresis loops of this SMM. If dipole and quadrupole excitations in classical energy considered, the number of these steps equals to the number that obtained from experimental data.