Low Temperature Physics: 47, 457 (2021); https://doi.org/10.1063/10.0004967
Физика Низких Температур: Том 47, Выпуск 6 (Июнь 2021), c. 491-500    ( к оглавлению , назад )

Effect of compression in molecular spin-crossover chains

A. Gudyma

Max Planck Institute of Microstructure Physics, Weinberg 2, 06120 Halle/Saale, Germany

Iu. Gudyma

Physical Technical and Computer Sciences Institute of Yuriy Fedkovych Chernivtsi National University Chernivtsi 58012, Ukraine
E-mail: yugudyma@gmail.com

Received March 11, 2021, published online April 26, 2021

Abstract

The thermodynamic properties of a one-dimensional spin-crossover molecular chain under constant external pressure are investigated. The effective compressible degenerate Ising model is used as a theoretical basis. Analytical results for the crossover from low to high spin are obtained using the transfer matrix formalism. Exact expressions are obtained for the fraction of molecules in the high-spin state, the correlation function, and the heat capacity. The analysis of the range of parameters in which the spin-crossover occurs is carried out, and it is shown how the pressure changes the position of the crossover.

Анотація

Досліджено термодинамічні властивості одновимірного спін-кросоверного молекулярного ланцюжка, що знаходиться під постійним зовнішнім тиском. Як теоретична основа використовується ефективна вироджена стислива модель Ізінга. З використанням формалізму трансфер-матриці отримано аналітичні результати щодо кросовера від низькоспінових до високоспінових станів. Отримано точні вирази для частки молекул у високоспіновому стані, кореляційної функції та теплоємності. Проведено аналіз області параметрів, у якій відбувається спіновий кросовер. Показано, як тиск змінює положення кросовера.

Key words: spin-crossover, molecular chain, Ising model, magnetization, phonons.