Precise measurement of angles between two magnetic moments and their configurational stability in single-molecule magnets
Rasmus Westerström, Vasilii Dubrovin, Katrin Junghans, Aram Kostanyan, Christin Schlesier, Jan Dreiser, Bernd Büchner, Stanislav M. Avdoshenko, Alexey A. Popov, Thomas Greber
A key parameter for the low-temperature magnetic coupling of in dinuclear lanthanide single-molecule magnets (SMMs) is the barrier $U_{FA}$ resulting from the exchange and dipole interactions between the two $4f$ moments. Here we extend the pseudospin model previously used to describe the ground state of dinuclear endofullerenes to account for variations in the orientation of the single-ion anisotropy axes and apply it to the two SMMs Dy$_2$ScN@C$_{80}$ and Dy$_2$TiC@C$_{80}$. While x-ray magnetic circular dichroism (XMCD) indicates the same $J_z=15/2$ Dy groundstate in both molecules, the Dy-Dy coupling strength and the stability of magnetization is distinct. We demonstrate that both the magnitude of the barrier $U_{FA}$ and the angle between the two $4f$ moments are determined directly from precise temperature-dependent magnetization data to an accuracy better than $1^{\circ}$. The experimentally found angles between the $4f$ moments are in excellent agreement with calculated angles between the quantisation axes of the two Dy ions. Theory indicates a larger deviation of the orientation of the Dy magnetic moments from the Dy bond axes to the central ion in Dy$_2$TiC@C$_{80}$. This may explain the lower stability of the magnetisation in Dy$_2$TiC@C$_{80}$, although it exhibits a $\sim 49\%$ stronger exchange coupling than in Dy$_2$ScN@C$_{80}$.
Complete crystallographic, spin-electronic and magnetic structure of (Co0.2Cr0.2Fe0.2Mn0.2Ni0.2)3O4: Unraveling the suppression of entropy in high entropy oxides
高熵氧化物（HEO）是近年来迅速发展起来的一类由多个主阳离子组成的功能材料。HEO的原始范例假设阳离子占据具有由组成和晶体学结构所允许的最高可能构型熵。然而，基本的问题仍然是在HEO中，特别是在具有低焓障碍的阳离子反位混合的系统中，构型紊乱的实际程度。考虑到HEO中存在多个主要阳离子导致的实验限制，在这里，我们利用了一种稳健的交叉参考表征方法，使用软X射线磁性圆二色性，硬X射线吸收光谱，穆斯堡尔光谱，用中子粉末衍射和SQUID磁测量研究了尖晶石HEO（S-）中控制阳离子占位的晶场稳定能和构型熵之间的竞争。HEO），（Co $_{0.2}$ Cr $_{0.2}$ Fe $_{0.2}$ Mn $_{0.2}$ Ni $_{0.2}$）$_3$ O $_4$。与以前的研究相比，推导出的完整的结构和自旋电子模型，（Co $_{0.6}$ Fe $_{0.4}$）（Cr $_{0.3}$ Fe $_{0.1}$ Mn $_{0.3}$ Ni $_{0.3}$）$_2$ O $_4$，突出了显着偏离迄今为止假设的范式的熵驱动的非优先分布的阳离子在HEO。这一结果的直接相关性，可以绘制与散装以及本地元素的特定的磁性，这是本质上由阳离子在尖晶石职业。这里提出的真正的本地晶格图片提供了一个替代的观点，在HEO的离子排列，这是预测和设计其结构依赖的功能的根本利益。
Entropy engineering and tunable magnetic order in the spinel high entropy oxide
尖晶石氧化物是一个理想的设置，以探讨之间的相互作用的构型熵，网站的选择性，和高熵氧化物的磁性。在这项工作中，我们表征的尖晶石（Cr，Mn，Fe，Co，Ni）$_3$ O $_4$的磁性和研究其磁性的演变作为一个功能的非磁性镓取代。在这里研究的组合物的范围内，从0%至40%的Ga，磁化率和粉末中子衍射测量表明，亚铁磁秩序是强大的尖晶石HEO。然而，我们也发现，亚铁磁秩序是高度可调的，与有序温度，饱和和亚晶格的时刻，和磁硬度都显着变化的Ga浓度的函数。通过X-射线吸收和磁性圆二色性，我们能够将这种磁性可调性与尖晶石结构中的各种阳离子和四面体和八面体位点之间的强位点选择性相关联。特别是，我们发现，虽然镍和铬在很大程度上不受影响的替代与Ga，锰，钴和铁的占位率分别显着重新分配。Ga取代还需要过渡金属价态的总体降低，并且这完全由Mn容纳。最后，我们表明，虽然网站的选择性有一个整体的抑制作用的构型熵，在一定范围内的组合物，Ga取代产生了显着的构型熵增加，并可能赋予额外的稳定。尖晶石氧化物可以从低熵到高熵状态无缝调整，使其成为熵工程的理想平台。
From Chemical Complexity to Tunable Magnetic Ordering in Highly Disordered High-Entropy Spinel Oxides
Thapar Institute of Engineering and Technology（塔帕尔工程技术学院）；UGC-DAE Consortium for Scientific Research（UGC-DAE科学研究联盟）；Freie Universität Berlin（柏林自由大学）；Helmholtz Zentrum Berlin für Materialien und Energie（柏林亥姆霍兹材料与能源中心）；Normandie University（诺曼底大学）
Search for Axions and Dark Photons Using Single Molecule Magnets
Universidade Federal do Rio Grande do Norte（北里奥格兰德联邦大学）；International Institute of Physics, Universidade Federal do Rio Grande do Norte（北里奥格兰德联邦大学国际物理研究所）；Max Planck Institut fur Kernphysik（马克斯·普朗克核物理研究所）；Millennium Institute for Subatomic Physics at the High-Energy Frontier (SAPHIR) of ANID（智利国家研究与发展署高能前沿亚原子物理千年研究所(SAPHIR)）；Universidad de La Serena（拉塞雷纳大学）；Universidade do Estado do Rio Grande do Norte（北里奥格兰德州立大学）
