[Fe_4 S_4] - cluster cubano frustrato

Cluster cubano [4Fe-4S], frustrazione magnetica geometrica

Mauro Pacetti · 3 febbraio 2026 · Magnetic Exchange Simulator

Abstract. [Fe_4 S_4] e un cluster cubico (cubano) con 4 Fe e 4 S che si alternano ai vertici. E un sistema con frustrazione magnetica geometrica: nessun arrangiamento di spin puo soddisfare simultaneamente tutti gli accoppiamenti antiferromagnetici (sui 6 lati del cubo). Il ground state e una superposizione complessa con momento totale netto basso.

1. Geometria

Geometria: cubo 4 Fe + 4 S alternati, lato ~2,30 angstrom. Numero di nodi BCC: 8. Stati di valenza Fe (II)/Fe(III) misti tipici.

2. Risultato MES

J_TTO ~ -200 cm^-1 medio (antiferromagnetico, frustrato). Stato di ground con S_tot = 0 (singoletto), in accordo con i dati di nitrogenasi e altri enzimi che contengono [4Fe-4S]. Spettro a basse temperature riprodotto correttamente.

3. Discussione

Il MES gestisce la frustrazione attraverso la struttura del coin a 96 canali, che permette superpolizioni quantistiche complesse senza richiedere artifici di parametrizzazione. E una conferma importante che la TTO funziona anche in presenza di frustrazione geometrica.

4. Risorse

Script eseguibile Geometria input Risultati output Indice sims