Квантовое туннелирование намагниченности и родственные явления в молекулярных материалах

Молекулы, содержащие большое число связанных между собой парамагнитных центров, вызывают значительный интерес, поскольку могут проявлять свойства, промежуточные между свойствами простых парамагнетиков и классических массивных магнетиков, обеспечивая убедительные свидетельства квантовых размерных эффектов в магнитных системах. До настоящего времени для проверки теорий использовались два семейства кластеров, обычно обозначаемые как Mn12 и Fe8. Однако можно обоснованно предположить, что будут обнаружены другие классы молекул с аналогичными или превосходящими свойствами. Для этого необходимо, чтобы специалисты по синтетической химии хорошо понимали взаимосвязь между строением и свойствами молекул, а также такие понятия, как квантовое туннелирование, квантовая когерентность и квантовые осцилляции. Цель данной статьи — рассмотреть фундаментальные понятия, необходимые для понимания квантовых размерных эффектов в молекулярных магнетиках, и критически проанализировать достигнутые к настоящему времени результаты.