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APS -APS March Meeting 2017 - Event - Precision ESR Measurements of Transverse Anisotropy in the Single-molecule Magnet Ni$_4$

机译：APS -APS 2017年3月会议-活动-单分子磁体Ni $ _4 $中横向各向异性的精密ESR测量

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We present a method to precisely determine the transverse anisotropy in a single-molecule magnet (SMM) through electron-spin resonance measurements of a tunnel splitting that arises from the anisotropy via first-order perturbation theory. We demonstrate the technique using the SMM Ni$_4$ diluted via co-crystallization in a diamagnetic isostructural analogue. At 5% dilution, we find markedly narrower resonance peaks than are observed in undiluted samples. Ni$_4$ has a zero-field tunnel splitting of $sim4$ GHz, and we measure that transition at several nearby frequencies using custom loop-gap resonators, allowing a precise determination of the tunnel splitting. Because the transition under investigation arises due to a first-order perturbation from the transverse anisotropy, and lies at zero field, we can relate the splitting to the transverse anisotropy independent of any other Hamiltonian parameters. This method can be applied to other SMMs with zero-field tunnel splittings arising from first-order transverse anisotropy perturbations.
机译：我们提出一种通过一阶微扰理论通过各向异性产生的隧道分裂的电子自旋共振测量来精确确定单分子磁体（SMM）中的横向各向异性的方法。我们演示了使用SMM Ni $ _4 $通过反磁性同构类似物中的共结晶稀释的技术。在5％的稀释度下，我们发现共振峰比未稀释的样品明显窄。 Ni $ _4 $具有$ sim4 $ GHz的零场隧道分裂，我们使用定制的环隙谐振器测量了附近几个频率处的跃迁，从而可以精确确定隧道分裂。由于所研究的跃迁是由于横向各向异性的一阶扰动而产生的，并且位于零场，因此我们可以将分裂与横向各向异性相关联，而与任何其他哈密顿量参数无关。该方法可以应用于由一阶横向各向异性扰动引起的零场隧道分裂的其他SMM。

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