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Determining the zero-field cooling/field cooling blocking temperature from AC susceptibility data for single-molecule magnets
Indexado
Scopus SCOPUS_ID:105001734345
DOI 10.1039/D4QI03259D
Año 2025
Tipo

Citas Totales

Autores Afiliación Chile

Instituciones Chile

% Participación
Internacional

Autores
Afiliación Extranjera

Instituciones
Extranjeras


Abstract



We present a general relationship between the magnetisation blocking temperature (TB) measured using the zero-field cooling/field cooling technique (ZFC/FC) and the temperature-dependent spin relaxation time obtained from AC susceptibility and magnetisation decay measurements. The presented mathematical approach supplies ZFC/FC blocking temperatures at any heating rate (RH), providing comparable values to those obtained experimentally, as demonstrated by testing 107 examples for reported single-molecule magnets (SMMs) where the ZFC/FC curve has been measured. This procedure is examined in further detail for a new single-molecule magnet, [Dy(OPAd2Bz)2(H2O)4Br]Br2·4THF (1) (OPAd2Bz: di(1-adamantyl)benzylphosphine oxide). For this compound, ZFC/FC measurements were made over a broad range of heating rates (0.01-5 K min−1), which agreed with the general behaviour predicted from AC susceptibility data. We discuss how the demagnetisation mechanism determines the sensitivity of TB with respect to the heating rate: TB is mostly insensitive to RH for Orbach relaxation, while there is a larger sensitivity for Raman-limited systems. Our conclusions provide a clear physical interpretation of ZFC/FC blocking temperatures, aiding in the proper contextualization of this figure of merit.

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Disciplinas de Investigación



WOS
Chemistry, Inorganic & Nuclear
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Sin Disciplinas
SciELO
Sin Disciplinas

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Publicaciones WoS (Ediciones: ISSHP, ISTP, AHCI, SSCI, SCI), Scopus, SciELO Chile.

Colaboración Institucional



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Autores - Afiliación



Ord. Autor Género Institución - País
1 Gil, Yolimar - Universidad de Chile - Chile
2 Quesada-Moreno, María Mar - Universidad de Jaén - España
3 Palacios, María A. - Universidad de Granada, Facultad de Ciencias - España
4 Gómez-Coca, Silvia - Universitat de Barcelona - España
5 Colacio, Enrique Hombre Universidad de Granada, Facultad de Ciencias - España
6 RUIZ-SABIN, ELISEO Hombre Universitat de Barcelona - España
7 Aravena, Daniel - Universidad de Santiago de Chile - Chile

Muestra la afiliación y género (detectado) para los co-autores de la publicación.

Financiamiento



Fuente
Fondo Nacional de Desarrollo Científico y Tecnológico
European Commission
Generalitat de Catalunya
Ministerio de Ciencia e Innovación
Junta de Andalucía
Federación Española de Enfermedades Raras
Universidad de Granada
Institució Catalana de Recerca i Estudis Avançats
Consejeria de Economia, Conocimiento, Empresas y Universidad
Centro de Servicios de Informática y Redes de Comunicaciones

Muestra la fuente de financiamiento declarada en la publicación.

Agradecimientos



Agradecimiento
D. A. thanks FONDECYT Regular 1210325 for financial support. Powered@NLHPC: this research was partially supported by the supercomputing infrastructure of the NLHPC (ECM-02). Financial support from the Ministerio de Ciencia e Innovaci\u00F3n (projects PID2022-138090NB-C21, PID2021-122464NB-I00, TED2021-129593B-I00, CNS2023-144561 and Maria de Maeztu CEX2021-001202-M), the Junta de Andaluc\u00EDa (FQM-195 and FQM-337), FEDER/Junta de Andaluc\u00EDa (projects I + D + i P20_00692, C-EXP-140-UGR23 and M.1.B.B TA_000722, Programas Operativos FEDER 2014-2020 y 2021-2027, Consejer\u00EDa de Econom\u00EDa, Conocimiento, Empresas y Universidad), and the University of Granada (project I + D + i PPJIA2020.10) is greatly appreciated. The authors also acknowledge the Centro de Servicios de Inform\u00E1tica y Redes de Comunicaciones (CSIRC) for computational time and facilities. M.M.Q.M. thanks the Ministerio de Ciencia e Innovaci\u00F3n for a Ram\u00F3n y Cajal contract (the publication is part of the project PID2022-138090NB-C21 and grant RYC2021-034288-I funded by MCIN/AEI/10.13039/501100011033 and by the European Union \u201CNextGenerationEU\u201D/PRTR\u201D). E. R. also acknowledges the Generalitat de Catalunya for ICREA Academia and 2021-SGR-00286 grants, and for computational resources at CSUC.

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