We present a 1H NMR investigation of spin dynamics in two finite integer spin molecular nanomagnetic rings, namely V7Zn and V7Ni. This study could be put in correlation with the problem of Haldane gap in infinite integer spin chains. While V7Zn is an approximation of a homometallic broken chain due to the presence of s = 0 Zn2+ ion uncoupled from nearest neighbor V2+ s = 1 ions, the V7Ni compound constitutes an example of a closed periodical s = 1 heterometallic chain. From preliminary susceptibility measurements on single crystals and data analysis, the exchange coupling constant J/kB results in the order of few kelvin. At room temperature, the frequency behavior of the 1H NMR spin–lattice relaxation rate 1/T1 allowed to conclude that the spin–spin correlation function is similar to the one observed in semi-integer spin molecules, but with a smaller cutoff frequency. Thus, the high-T data can be interpreted in terms of, e.g., a Heisenberg model including spin diffusion. On the other hand, the behavior of 1/T1 vs temperature at different constant fields reveals a clear peak at temperature of the order of J/kB, qualitatively in agreement with the well-known Bloembergen–Purcell–Pound model and with previous results on semi-integer molecular spin systems. Consequently, one can suggest that for a small number N of interacting s = 1 ions (N = 8), the Haldane conjecture does not play a key role on spin dynamics, and the investigated rings still keep the quantum nature imposed mainly by the low number of magnetic centers, with no clear topological effect due to integer spins.

中文翻译：

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V7Zn 和 V7Ni 分子环自旋动力学的 NMR 研究

我们对两个有限整数自旋分子纳米磁性环（即 V7Zn 和 V7Ni）中的自旋动力学进行了 1H NMR 研究。这项研究可以与无限整数自旋链中的霍尔丹间隙问题相关联。由于 s = 0 Zn2+ 离子与最近邻 V2+ s = 1 离子分离，V7Zn 是同金属断裂链的近似值，而 V7Ni 化合物构成了闭合周期 s = 1 异金属链的一个例子。根据对单晶的初步​​磁化率测量和数据分析，交换耦合常数 J/kB 为几开尔文的数量级。在室温下，1H NMR 自旋-晶格弛豫率 1/T1 的频率行为可以得出结论，自旋-自旋相关函数类似于在半整数自旋分子中观察到的函数，但具有较小的截止频率。因此，可以根据例如包括自旋扩散的海森堡模型来解释高T数据。另一方面，在不同恒定场下 1/T1 与温度的关系显示在 J/kB 量级的温度下有一个清晰的峰值，定性地与著名的 Bloembergen-Purcell-Pound 模型和先前的结果一致半整数分子自旋系统。因此，可以认为对于少数 N 个相互作用的 s = 1 离子（N = 8），霍尔丹猜想在自旋动力学中没有发挥关键作用，并且研究的环仍然保持主要由低磁中心的数量，由于整数自旋没有明显的拓扑效应。包括自旋扩散的海森堡模型。另一方面，在不同恒定场下 1/T1 与温度的关系显示在 J/kB 量级的温度下有一个清晰的峰值，定性地与著名的 Bloembergen-Purcell-Pound 模型和先前的结果一致半整数分子自旋系统。因此，可以认为对于少数 N 个相互作用的 s = 1 离子（N = 8），霍尔丹猜想在自旋动力学中没有发挥关键作用，并且研究的环仍然保持主要由低磁中心的数量，由于整数自旋没有明显的拓扑效应。包括自旋扩散的海森堡模型。另一方面，在不同恒定场下 1/T1 与温度的关系显示在 J/kB 量级的温度下有一个清晰的峰值，定性地与著名的 Bloembergen-Purcell-Pound 模型和先前的结果一致半整数分子自旋系统。因此，人们可以认为，对于少数 N 个相互作用的 s = 1 离子（N = 8），霍尔丹猜想在自旋动力学中没有发挥关键作用，并且研究的环仍然保持主要由低磁中心的数量，由于整数自旋没有明显的拓扑效应。定性地与著名的 Bloembergen-Purcell-Pound 模型以及先前关于半整数分子自旋系统的结果一致。因此，人们可以认为，对于少数 N 个相互作用的 s = 1 离子（N = 8），霍尔丹猜想在自旋动力学中没有发挥关键作用，并且研究的环仍然保持主要由低磁中心的数量，由于整数自旋没有明显的拓扑效应。定性地与著名的 Bloembergen-Purcell-Pound 模型以及先前关于半整数分子自旋系统的结果一致。因此，人们可以认为，对于少数 N 个相互作用的 s = 1 离子（N = 8），霍尔丹猜想在自旋动力学中没有发挥关键作用，并且研究的环仍然保持主要由低磁中心的数量，由于整数自旋没有明显的拓扑效应。