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【2h】

Spin–phonon couplings in transition metal complexes with slow magnetic relaxation

机译：具有慢磁弛豫的过渡金属配合物中的自旋声子耦合

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摘要

Spin–phonon coupling plays an important role in single-molecule magnets and molecular qubits. However, there have been few detailed studies of its nature. Here, we show for the first time distinct couplings of g phonons of CoII(acac)2(H2O)2 (acac = acetylacetonate) and its deuterated analogs with zero-field-split, excited magnetic/spin levels (Kramers doublet (KD)) of the S = 3/2 electronic ground state. The couplings are observed as avoided crossings in magnetic-field-dependent Raman spectra with coupling constants of 1–2 cm−1. Far-IR spectra reveal the magnetic-dipole-allowed, inter-KD transition, shifting to higher energy with increasing field. Density functional theory calculations are used to rationalize energies and symmetries of the phonons. A vibronic coupling model, supported by electronic structure calculations, is proposed to rationalize the behavior of the coupled Raman peaks. This work spectroscopically reveals and quantitates the spin–phonon couplings in typical transition metal complexes and sheds light on the origin of the spin–phonon entanglement.
机译：自旋声子耦合在单分子磁体和分子量子位中起重要作用。但是，对其性质的详细研究很少。在这里，我们首次展示了Co II （acac）2（H2O）2（acac =乙酰丙酮酸）的g声子与氘化类似物与零场分裂，激发磁/ S = 3/2电子基态的自旋水平（Kramers doublet（KD））。在耦合常数为1–2 cm -1 的磁场相关拉曼光谱中，避免了交叉现象，从而观察到了这些耦合。远红外光谱揭示了允许偶极子磁化的KD跃迁，随着场的增加而转移到更高的能量。密度泛函理论计算用于合理化声子的能量和对称性。提出了一种由电子结构计算支持的振动耦合模型，以合理化耦合拉曼峰的行为。这项工作从光谱上揭示和量化了典型过渡金属络合物中的自旋-声子耦合，并阐明了自旋-声子纠缠的起源。

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