Effects of Pressure on Two-Dimensional Networked Single-Molecule Magnets Exhibiting AC-Field-Switchable Magnetic Properties

Abstract

We investigated, through the measurement of nonlinear magnetic responses, the effects of pressure on twodimensional (2D) networked single-molecule magnets (SMMs), in which the Ising nature of SMMs and their aggregates (SMM-aggregates) competed with the magnetic correlation between SMMs or between SMM-aggregates, respectively. At ambient pressure, as the frequency of the AC field increases, the initial magnetic behavior of SMMaggregate consisting of several SMMs transforms to that shown by individual SMMs. We investigated the effects of pressure on the above AC-field-switchable magnetic properties by varying temperature, AC field frequency, and pressure. Pressurization destroyed the regular intermolecular network, and above approximately 3 kbar, the magnetic network was enlarged randomly. Hence, the regularity in SMM-aggregate is weakened with increasing pressure, resulting in the suppression of the Ising nature of SMM-aggregate. Furthermore, above approximately 3 kbar, a glassy behavior becomes prominent owing to the randomness in the Ising nature of SMM.

Нелинейность и гармоники магнитной восприимчивости моно-ионного магнита Co-=SUP=-2+-=/SUP=- в парамагнитной области выше температуры магнитного упорядочения

“…Первая гармоника χ (1) магнитного момента прямо пропорциональна внешнему магнитному полю. Вторая гармоника χ (2) обычно применяется для анализа материалов, в которых есть спонтанная намагниченность [1,2]. Наконец третья гармоника χ (3) является сравнительно экзотической характеристикой, отличной от нуля в сравнительно редких случаях.…”

“…Одним из примеров таких ситуаций являются спиновые стекла, где имеется локально кооперативное, но при этом разупорядоченное в среднем, направление спинов [5]. Таким образом, отличное от нуля значение χ (3) обычно подтверждает наличие стекло-образного состояния вследствие фрустрации магнитных моментов магнитных доменов (без фазового перехода) или слабого ферромагнетизма в антиферромагнетиках [1,2,5]. Поэтому для поиска возможного спин-стекольного состояния мы использовали действительную и мнимую части третьей гармоники χ…”

“…Множество сравнительно недавних работ было посвящено нелинейной магнитной восприимчивости в ферромагнетиках, где низкочастотная динамика доменных стенок приводит к резонансному отклику на внешнее переменное магнитное поле и дает возможность получать данные о подвижности доменных границ [1][2][3][4][5]. Наличие второй, третьей и гармоник более высокого порядка при исследовании ферромагнетиков не кажется необычным потому, что сами доменные стенки являются солитонами, а их динамика всегда существенно нелинейна.…”

“…Их называют одномолекулярными магнитами (SMM) при условно длительных временах релаксации, ограниченными барьером одно-ионной анизотропии, или моно-ионными магнитами (SIM) с более быстрой магнитной релаксацией, обеспечиваемой квантовым туннелированием спина и другими видами релаксации. Такие материалы представляют собой металло-органические комплексы, содержащие единственный парамагнитный ион, способный проявлять медленную спиновую релаксацию, обусловленную, как правило, наличием сильной магнитной анизотропии типа " легкая ось" [1,[15][16][17][18]. Im ( f ), в то время как второй максимум наблюдался только при 3.2 kOe при низких частотах (< 1 Hz) и температурах (< 5 K) [15,16].…”

“…Поэтому в данной работе частотные зависимости различных гармоник магнитной восприимчивости, были получены в полях 1 kOe и 3.2 kOe в[15].На рис. 4, a−f представлены частотные зависимости действительной Re и мнимой Im частей магнитной восприимчивости для первой гармоники χ(1)…”