title: Magnetic moments of chromium-doped gold clusters: the Anderson impurity model in finite systems.
abstract: The magnetic moment of a single impurity atom in a finite free electron gas is studied in a combined x-ray magnetic circular dichroism spectroscopy, charge transfer multiplet calculation, and density functional theory study of size-selected free chromium-doped gold clusters. The observed size dependence of the local magnetic moment can be understood as a transition from a local moment to a mixed valence regime. This shows that the Anderson impurity model essentially describes finite systems even though the discrete density of states introduces a significant deviation from a bulk metal, and the free electron gas is only formed by less than 10 electrons. Electronic shell closure in the gold host minimizes the interaction of localized impurity states with the confined free electron gas and preserves the magnetic moment of 5 μ_{B} fully in CrAu_{2}^{+} and almost fully in CrAu_{6}^{+}. Even for open-shell species, large local moments are observed that scale with the energy gap of the gold cluster. This indicates that an energy gap in the free electron gas stabilizes the local magnetic moment of the impurity atom.
authors.affiliation: Institut für Optik und Atomare Physik, Technische Universität Berlin, Hardenbergstraße 36, 10623 Berlin, Germany.|Institut für Methoden und Instrumentierung der Forschung mit Synchrotronstrahlung, Helmholtz-Zentrum Berlin für Materialien und Energie GmbH, Albert-Einstein-Straße 15, 12489 Berlin, Germany.
authors.forename: K
authors.initials: K
authors.lastname: Hirsch
authors.affiliation: Institut für Optik und Atomare Physik, Technische Universität Berlin, Hardenbergstraße 36, 10623 Berlin, Germany.|Institut für Methoden und Instrumentierung der Forschung mit Synchrotronstrahlung, Helmholtz-Zentrum Berlin für Materialien und Energie GmbH, Albert-Einstein-Straße 15, 12489 Berlin, Germany.
authors.forename: V
authors.initials: V
authors.lastname: Zamudio-Bayer
authors.affiliation: Institut für Optik und Atomare Physik, Technische Universität Berlin, Hardenbergstraße 36, 10623 Berlin, Germany.|Institut für Methoden und Instrumentierung der Forschung mit Synchrotronstrahlung, Helmholtz-Zentrum Berlin für Materialien und Energie GmbH, Albert-Einstein-Straße 15, 12489 Berlin, Germany.
authors.forename: A
authors.initials: A
authors.lastname: Langenberg
authors.affiliation: Institut für Optik und Atomare Physik, Technische Universität Berlin, Hardenbergstraße 36, 10623 Berlin, Germany.|Institut für Methoden und Instrumentierung der Forschung mit Synchrotronstrahlung, Helmholtz-Zentrum Berlin für Materialien und Energie GmbH, Albert-Einstein-Straße 15, 12489 Berlin, Germany.
authors.forename: M
authors.initials: M
authors.lastname: Niemeyer
authors.affiliation: Institut für Optik und Atomare Physik, Technische Universität Berlin, Hardenbergstraße 36, 10623 Berlin, Germany.|Institut für Methoden und Instrumentierung der Forschung mit Synchrotronstrahlung, Helmholtz-Zentrum Berlin für Materialien und Energie GmbH, Albert-Einstein-Straße 15, 12489 Berlin, Germany.
authors.forename: B
authors.initials: B
authors.lastname: Langbehn
authors.affiliation: Institut für Optik und Atomare Physik, Technische Universität Berlin, Hardenbergstraße 36, 10623 Berlin, Germany.
authors.forename: T
authors.initials: T
authors.lastname: Möller
authors.affiliation: Cluster Research Laboratory, Toyota Technological Institute, 717-86 Futamata, Ichikawa, Chiba 272-0001, Japan.|Department of Chemistry, Kyushu University, 6-10-1 Hakozaki, Higashi-ku, Fukuoka 812-8581, Japan.
authors.forename: A
authors.initials: A
authors.lastname: Terasaki
authors.affiliation: Physikalisches Institut, Universität Freiburg, Stefan-Meier-Straße 21, 79104 Freiburg, Germany.
authors.forename: B V
authors.initials: BV
authors.lastname: Issendorff
authors.affiliation: Institut für Methoden und Instrumentierung der Forschung mit Synchrotronstrahlung, Helmholtz-Zentrum Berlin für Materialien und Energie GmbH, Albert-Einstein-Straße 15, 12489 Berlin, Germany.
authors.forename: J T
authors.initials: JT
authors.lastname: Lau