Investigadors de l'ICMAB publiquen un estudi sobre relaxació magnètica a temperatures sub-Kelvin

El treball detalla la síntesi i caracterització del complex polimèric {Ho(-fur)3}n, revelant comportaments quàntics a temperatures extremadament baixes.

Imatge genèrica d'una estructura molecular complexa amb representació de propietats magnètiques.
IA

Imatge genèrica d'una estructura molecular complexa amb representació de propietats magnètiques.

Científics de l'Institut de Ciència de Materials de Barcelona (ICMAB-CSIC) han publicat un nou article a la revista Low Temperature Physics on detallen la síntesi i la caracterització estructural i magnetotèrmica del complex polimèric {Ho(-fur)3}n a temperatures inferiors a un Kelvin.

El compost {Ho(-fur)3}n, on -fur representa l'anió -furoat (C4H3OCOO−), forma cadenes lineals en ziga-zaga amb ions Ho(III) units per ligands furoats. Aquestes cadenes s'estenen al llarg de l'eix cristal·logràfic c. A causa del desordre posicional d'un dels ligands furoat, s'observen dos entorns de coordinació lleugerament diferents per als ions Ho, designats com Ho(A) i Ho(B). Els càlculs ab initio han permès estimar els zero-field splittings per a ambdós tipus d'ions Ho.
Les mesures de susceptibilitat magnètica i capacitat calorífica indiquen que, a baixes temperatures, el compost es comporta com un conjunt de cadenes d'ions Ho acoblades antiferromagnèticament, amb un comportament similar a cadenes d'Ising amb espín S = 1/2 (J/kB ≈ −0.4 K) i anisotropia transversal. La susceptibilitat a baixa temperatura també revela una petita concentració de defectes a les cadenes. Les mesures de susceptibilitat ac en camp zero evidencien una lenta relaxació de la magnetització, atribuïda a la dinàmica de single-chain magnet (SCM) habilitada per defectes en els dos tipus de cadenes, amb energies d'activació EA,SCM = 2.9(3) K i EB,SCM = 4(3) K.
Per sota de 0.4 K, s'observa una transició cap a un règim de tunelització quàntica coherent de la magnetització, assistida per interaccions hiperfines. El comportament de relaxació es discuteix en comparació amb compostos relacionats com {Ln(-fur)3}n (Ln = Dy, Tb) i {Ho2Ba(-fur)8}n, posant de manifest la interacció entre el caràcter de l'ió (Kramers o no-Kramers), les interaccions hiperfines i la topologia de l'intercanvi magnètic en governar la dinàmica a baixa temperatura.
La investigació, que inclou la participació de Javier Luzón, Silvia Melnic, Sergiu Shova i Juan Bartolomé, forma part del projecte M4ELC Sustainable Electronics i ha estat publicada a Low Temp. Phys. 52, 1089–1101 (2026) amb DOI: 10.1063/10.0044825.
Informació elaborada a partir de la font oficial: ICMAB-CSIC - Institut de Ciència de Materials de Barcelona (05/11/2026)