Síntesis y caracterización de magnetos de molécula única basados en metales 3d y 4f

• Autores: Funes, Víctor Alejandro
• Año de publicación: 2017
• Idioma: español castellano
• Tipo de recurso: tesis doctoral
• Colaborador/a o director/a de tesis: Alborés, Pablo
• Materia: MAGNETISMO; LANTANIDOS; COBALTO; MAGNETOS DE MOLECULA UNICA; MAGNETISM; LANTHANIDES; COBALT; SINGLE MOLECULE MAGNETS
• Institución: Universidad Nacional de Buenos Aires. Facultad de Ciencias Exactas y Naturales

En los últimos años se ha observado un rápido y exitoso crecimiento en el campo de los magnetos de molécula única (SMM, de sus siglas en inglés), debido principalmente a su posible aplicación tecnológica, por ejemplo, en el almacenamiento de datos a escala molecular. En particular, el uso de metales del bloque 4f combinado o no con metales de transición 3d ha cobrado un gran impulso, debido a la elevada anisotropía magnética intrínseca que poseen los elementos del bloque f, factor que constituye un aspecto crucial en el campo de los SMM. El objetivo central de esta tesis es la preparación de nuevos compuestos polinucleares en la búsqueda de sistemas con propiedades de magnetos de molécula única. En la misma se presentan la síntesis, caracterización estructural y magnética de sistemas basados en metales 4f combinados con metales del bloque 3d. Se sintetizaron dos familias de compuestos dinucleares para diferentes iones lantánidos (Ln): [Co^III2LnIII2(OMe)2(teaH)2(Piv)6], [Co^III2LnIII2(OH)2(mdeaH)2(Piv)6] y el compuesto [Co^III4DyIII2(OH)2(teaH)2(tea)2(Piv)6] (Ln=Gd, Dy, Ho, Er, Yb, Tb, teaH3=trietanolamina, mdeaH2=metildietanolamina y Piv=trimetilacetato). La caracterización de los mismos se realizó mediante diversas técnicas que incluyen: difracción de rayos X de monocristal, susceptibilidad magnética DC y AC, como así también HF-EPR (resonancia paramagnética electrónica de alta frecuencia). En primer lugar, se realiza un estudio comparativo de las propiedades magnéticas estáticas y dinámicas de los compuestos basados en Ln= Dy. Dos de ellos presentan mecanismos de relajación lenta de la magnetización a campo nulo y se discute el origen de los mismos en términos del efecto de campo cristalino sobre los sitios del ión Dy(III) y el consecuente desdoblamiento energético del multiplete fundamental J del mismo. A continuación, se analizan las propiedades magnéticas estáticas y dinámicas de los demás miembros de las familias [Co^III2LnIII2(OMe)2(teaH)2(Piv)6] y [Co^III2LnIII2(OH)2(mdeaH)2(Piv)6], discutiendo nuevamente los resultados obtenidos en términos del efecto del campo cristalino sobre el multiplete fundamental J para cada ión lantánido.
In the past few years a fast and successful growing in the single molecule magnet (SMM) field has been observed, caused mainly because of the possible technological application, i.e. molecular scale storage devices. In particular, the use of 4f metals combined or not with 3d metals has seen a great development due the high intrinsic magnetic anisotropy of the 4f elements. This characteristic is crucial in the SMM field. The main goal of this thesis is the synthesis of new polynuclear compounds, looking for single molecule magnet behavior systems. We present the synthesis, structural and magnetic characterization of 3d-4f based polynuclear systems. In this work we synthesize two families of lanthanide dinuclear compounds: [Co^III2LnIII2(OMe)2(teaH)2(Piv)6], [Co^III2LnIII2(OH)2(mdeaH)2(Piv)6] and also [CoIII^4DyIII2(OH)2(teaH)2(tea)2(Piv)6] (Ln=Gd, Dy, Ho, Er, Yb, Tb, teaH3=triethanolamine, mdeaH2=methyldiethanolamine and Piv=trimethylacetate). All of them were characterized by diverse techniques such as single crystal XRD, AC and DC Magnetic susceptibility and HF-EPR (high field electronic paramagnetic resonance). We perform a comparative analysis of the static and dynamic magnetic properties of the dysprosium based compounds. Two of them show slow magnetic relaxation under zero applied DC magnetic field. We discuss its origin in terms of the crystal field effect around the Dy(III) ion and the J ground state multiplet splitting. In a next step we analyze the dynamic and static magnetic properties of the other lanthanide family members and we discuss again the obtained results in terms of the crystal field effect around de J ground multiplet for each lanthanide ion.
Fil: Funes, Víctor Alejandro. Universidad de Buenos Aires. Facultad de Ciencias Exactas y Naturales; Argentina.