Die Spins mehrkerniger (Übergangsmetall-)komplexe sind im Allgemeinen miteinander gekoppelt, was wir als magnetische Kopplung bezeichnen. In vielen Fällen genügt ein simpler, phänomenologischer Hamiltonoperator, der Heisenberg-Dirac-van Vleck-Operator, um die Energetik der Spineigenzustände zu modellieren. Dieser Hamiltonoperator kann entweder mit experimentellen Methoden oder durch hochgenaue quantenmechanische Berechnungen parametrisiert werden.
 

Bezüglich der Kopplungsmechanismen zwischen den magnetischen Zentren gibt es jedoch noch einige offene Fragen. Da die Energetik, die aus diesen Kopplungen resultiert, jedoch mit hochgenauen Berechnungen korrekt beschrieben werden kann, sollten entscheidende Informationen über die einzelnen Kopplungen direkt aus der zugehörigen Wellenfunktion bestimmt werden können.

Wir verwenden in unserer Arbeit die Dichtematrixrenormierungsgruppe um solche Wellenfunktionen zu erzeugen und analysieren diese dann mit Orbitalentropiemassen. Auf diese Art sind wir in der Lage, Kopplungspfade nachzuvollziehen und die Auswirkung chemischer Modifikationen (z.B. Protonierungen) an derartigen Komplexen zu verstehen.

Publikationen

• C. J. Stein, D. A. Pantazis, V. Krewald, Orbital entanglement analysis of exchange-coupled systems, J. Phys. Chem. Lett., 10, 2019, 6762.