Quantentunneln der Magnetisierung und verwandte Phänomene in molekularen Materialien

Abstract

Moleküle mit einer großen Zahl gekoppelter paramagnetischer Zentren werden gegenwärtig intensiv erforscht. Man hofft auf Eigenschaften zu treffen, die zwischen denen isolierter Paramagnete und klassischer Magnete liegen, und damit einen eindeutigen Nachweis für das Auftreten von Größenquantisierungseffekten in Magneten zu erhalten. Als Prüfsteine für neue Theorien dienten bislang die beiden Clusterfamilien Mn12 und Fe8. Man darf jedoch davon ausgehen, dass die Synthesechemie in naher Zukunft weitere Klassen mit ähnlichen oder gar besseren Eigenschaften hervorbringt. Als eine Voraussetzung hierfür müssen die Beziehungen zwischen Struktur und Eigenschaften des Moleküls klar verstanden und Konzepte wie Quantentunneln, Quantenkohärenz oder Quantenoszillation gut bekannt sein. Ziel dieses Aufsatzes ist es, die notwendigen Grundlagen zum Verständnis der Größenquantisierungseffekte zusammenzufassen und einen kritischen Überblick über die Entwicklung dieses jungen Forschungsgebietes zu geben.