Compuestos heterometálicos basados en iones Cr(III) y Ln(III) : estudio del efecto del acoplamiento de intercambio en el comportamiento de imán de molécula única - Cabrosi, Raquel Daiana Jacqueline (2024)
Desde su descubrimiento en el año 1993, los imanes de molécula única (SMMs) han recibido una enorme atención debido a su potencial utilización en el almacenamiento de información y la computación cuántica, y se han sintetizado y caracterizado una miríada de ellos. Sin embargo, luego de más de 30 años de desarrollo, su aplicación tecnológica no ha sido posible debido a distintos fenómenos que disminuyen el desempeño de los SMMs, entre ellos el fenómeno de tuneleo cuántico de la magnetización (QTM). En este sentido, la síntesis de compuestos heterometálicos que contienen metales 4f y 3d da lugar a sistemas acoplados en los que el QTM podría suprimirse. El objetivo central de esta Tesis es la síntesis de compuestos heterometálicos que combinan metales 3d y 4f, explorando en particular el uso del ion Cr(III) como fuente de metal 3d, en la búsqueda de imanes de molécula única capaces de suprimir parcialmente el mecanismo de tuneleo de la magnetización. Se sintetizaron las familias de compuestos: (i) [Cr2 IIILnIII2(OCH3)2(Htea)2(piv)6] (Ln = Gd, Tb, Dy, Ho, Er, Tm, Yb / Y, H3tea = trietanolamina, piv = trimetilacetato), (ii) [CrIII3LnIII3(mdea)3(piv)8(OH)4(H2O)] y (iii) [CrIII4LnIII2(mdea)2(piv)10(OH)4] (Ln = Gd, Dy / Y, H2mdea = N-metil- dietanolamina), las cuales presentan motivos metálicos con distintas topologías. La caracterización estructural de los mismos se realizó mediante medidas de difracción de rayos X de monocristal y la caracterización magnética se llevó a cabo a partir de medidas de magnetometría estática y dinámica. A partir de estas últimas se pudieron determinar los estados electrónicos basales de cada sistema, y los mecanismos involucrados en la relajación lenta de la magnetización. Particularmente, en los compuestos donde se observó comportamiento SMM, se vio que este surge como una combinación entre la fuerte anisotropía intrínseca de los iones 4f y la magnitud significativa del acoplamiento de intercambio Cr(III)-Ln(III), dando lugar a estados acoplados a través de los cuales se desfavorece el mecanismo de tuneleo.