We study the magnetocaloric effect (MCE) in spin clusters of six spins with site spins $s=1$, $3/2$ and $2$ for different exchange anisotropies. We also study MCE in an assembly of spin clusters, on a chain, a 2-D square lattice and 3-D cubic lattice with spin-dipolar interactions using a Monte Carlo method in spin-1 systems. We compute the magnetic Gr\"uneisen parameter $\Gamma_H$, and study its dependence on exchange anisotropy and spin-dipolar interaction. With increase of exchange anisotropy the maxima in $\Gamma_H$, shifts to higher magnetic fields and becomes a sharp singularity. The first maximum in $\Gamma_H$ shifts to lower fields as we increase spin-dipolar interaction. The behaviour of $\Gamma_H$ on applied magnetic field is also reflected in the magnetic entropy of the systems. The first maximum in $\Gamma_H$ also shifts to lower magnetic field strength as the magnitude of the site spin increases. We also show the dependence of $\Gamma_H$ on dimensionality of the lattice for a fixed lattice constant.

中文翻译：

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分子自旋簇及其组装中的磁热效应：使用精确簇本征态的精确和蒙特卡罗研究

我们研究了六个自旋簇中的磁热效应 (MCE)，其中站点自旋 $s=1$、$3/2$ 和 $2$ 用于不同的交换各向异性。我们还研究了自旋簇组装中的 MCE，在链上，2-D 方形晶格和 3-D 立方晶格具有自旋偶极相互作用，在自旋 1 系统中使用蒙特卡罗方法。我们计算了磁 Gr\"uneisen 参数 $\Gamma_H$，并研究了它对交换各向异性和自旋偶极相互作用的依赖。随着交换各向异性的增加，$\Gamma_H$ 中的最大值转移到更高的磁场并成为一个尖锐的奇点. 当我们增加自旋偶极相互作用时，$\Gamma_H$ 中的第一个最大值转移到较低的场。$\Gamma_H$ 对外加磁场的行为也反映在系统的磁熵中。随着位点自旋幅度的增加，$\Gamma_H$ 中的第一个最大值也转移到较低的磁场强度。我们还展示了 $\Gamma_H$ 对固定晶格常数的晶格维数的依赖性。