Спиновые и магнитные свойства трехъядерных строительных блоков молекулярных магнетиков

• Автор: Климов, Александр Васильевич
• Шифр специальности: 01.04.07
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2012
• Место защиты: Оренбург
• Количество страниц: 120 с. : ил.

ОГЛАВЛЕНИЕ.
ВВЕДЕНИЕ

ГЛАВА 1. Литературный обзор

1.1. Молекулярные магнетики

1.2. Геометрически фрустрированные магнитные системы

1.3. Треугольные комплексы

1.3.1. Комплексы, содержащие ионы Си1, Си11

1.3.2. Комплексы, содержащие ионы MnIL, Mn111, Mnvu

1.3.3. Комплексы, содержащие ионы Ni11

ГЛАВА 2. Основное магнитное состояние трехядерных комплексов

2.1. Расчеты магнитных состояний и спиновой

мультиплетности
2.2. Трехядерные комплексы ионов со спином S
2.2.1. Спиновые состояния и спиновая мультиплетность
2.3. Трехъядерные комплексы ионов со спином S = 1/2
2.4. Гетероионные комплексы
2.4.1. Комплексы типа СигМЬз
2.4.1.1. Случай J'/J >
2.4.1.2. Случай J7J <
2.4.2. Комплексы типа МгСиЬз
2.4.2.1. Случай J'/J >
2.4.2.2. Случай J7J <
2.5. Резюме
ГЛАВА 3. Магнитные свойства трехядерных комплексов
3.1. Магнитнополевые зависимости магнитного момента трехионных комплексов
3.2. Температурные зависимости среднего магнитного момента треугольных трехъядерных комплексов
3.3. Спиновый кроссовер в трехионных комплексах
3.4. Резюме
ВЫВОДЫ
СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ
Введение
Получение и синтез новых магнитных материалов является одним из приоритетных направлений современных физики и химии. Одними из привлекательных и перспективных магнитных материалов являются органические и молекулярные магнетики [1—3]. Чтобы получить такие магнетики необходимо иметь «строительный материал» - высокоспиновые органические или металлорганические молекулы, знать как этот материал организовать в молекулу с упорядоченным выстраиванием электронных спинов и организовать достаточно высокую температуру магнитного фазового перехода (точку Кюри, Нееля), высокую намагниченность и доменную структуру.
Удобными «строительными блоками» таких новых магнетиков, способных комбинировать магнитные и полупроводниковые свойства, являются комплексы и кластеры переходных с1- и металлов с органическими лигандами [3]. Практически неограниченные возможности химического синтеза и дизайна пространственной организации комплексов позволяют получать самые разнообразные магнитные структуры и, в принципе, даже такие экзотические, как решетки кагоме, состоящие из треугольных элементов.
Синтез «треугольных» молекулярных магнетиков открывает новые возможности в создании геометрически фрустрированных магнитных систем. Даже двумерные геометрически фрустрированные системы привлекли повышенный интерес в связи с возможностью обнаружения новых спиново-разупорядоченных состояний, таких как спиновые жидкости и стекла. Чаще всего фрустрированными являются системы с треугольной элементарной ячейкой в решетке, в узлах которой находятся магнитные ионы [4]. С тех пор, как состояние спиновой жидкости было теоретически предсказано в 1973 для гейзенберговских антиферромагнетиков со спинами 5 = 1/2 на треугольной решетке, они стали объектом теоретических и экспериментальных исследований [5]. Однако, количество известных

О 10
Я/Т (Ю/К)
Рисунок 20. Магнитополевая зависимость Мцв (Н/Т) комплекса НЕ1з(СН2С1)]2[МпзО(НтсН)з(11тсН2)з]
На рис. 19 показана температурная зависимость %МТ(Т) комплекса (9), измеренная на СКВ ИД методом постоянного тока.
Сплошной линией показана теоретическая аппроксимационная кривая для равнобедренной треугольной модели (3), указанной во вставке рисунка 19. Наилучшие значения параметров обменных констант У , У' и -фактора при аппроксимации оказались соответственно равными У = + 8.7 см'1, У' = + 1.2 см'1, и g= 1.90. Комплекс (9) является ферромагнетиком с полным спином £ = 6 в основном состоянии. Первое возбужденное состояние со спином 5 = 5 по энергии находится выше основного на 44.4 см'1.
Рис. 20 показывает зависимость относительной намагниченности от отношения магнитного поля к температуре. Данные аппроксимации путем диагонализации матрицы предложенной модели гамильтониана показывают,