Изучение обменного взаимодействия в семействе цепочечно-полимерных комплексов Cu(hfac)2Lr методом ЭПР в нескольких частотных диапазонах

• Автор: Вебер, Сергей Леонидович
• Шифр специальности: 01.04.17
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2009
• Место защиты: Новосибирск
• Количество страниц: 126 с. : ил.

Оглавление
Введение

Глава 1. Литературный обзор

§1.1. Молекулярные магнетики: мотивация синтеза, особенности строения

§1.2. Методы изучения молекулярных магнетиков

§1.3. Явление спинового кроссовера

§1.4. Соединения на основе иона меди(П) и нитроксильных радикалов,

демонстрирующие неклассические спиновые переходы

Постановка задачи

Глава 2. Экспериментальная часть

§2.1. Введение

§2.2. Приготовление образцов
§2.3. Описание экспериментальных установок и условий экспериментов
Глава 3. Особенности ЭПР трехспиновых кластеров нитроксил-медь(П)-нитроксил с
сильным внутрикластерпым обменным взаимодействием
§3.1. Введение
§3.2. Интерпретация спектра ЭПР
§3.3. Теоретическое описание низкотемпературных особенностей спектров ЭПР
§3.4. Заключение
Глава 4. Процессы электронного спинового обмена в сильносвязанных трехспиновых
кластерах нитроксил-медь(1Г)-нитроксил
§4.1. Введение
§4.2. Волновые функции спинового гамильтониана
§4.3. Экспериментальное изучение температурной зависимости спектров ЭПР
§4.4. Механизмы процесса электронного спинового обмена и их теоретическое
описание
§4.5. Моделирование положения линии с помощью модифицированных уравнений
Блоха
§4.6. Заключение
Глава 5. Изучение термически-индуцированных спиновых переходов в обменных
кластерах нитроксил-медь(П)-нитроксил
§5.1. Введение

§5.2. Феноменологическое описание неклассических спиновых переходов в обменном
кластере
§5.3. Взаимосвязь gГ) и ./(Т) спиновой триады
§5.4. Многообразие спиновых переходов в соединениях СифГасДЬ11 и их проявлепие
в спектрах ЭПР
§5.5. Заключение
Глава 6. Изучение температурной зависимости внутрикластерного обменного
взаимодействия методом ЭПР
§6.1. Введение
§6.2. Выбор исследуемого комплекса: Си(Мас)2ЬВи-0.5С8Ні8
§6.3. Метод получения температурной зависимости J(T) с помощью ЭПР
§6.4. Возможные экспериментальные подходы получения §/СО'
§6.5. Получение зависимости J(T) и сравнение с магнетохимическими данными
§6.6. Заключение
Г лава 7. Изучение скоростей процессов спинового обмена в спиновых триадах семейства
Си(Мас)2Ьк методом силыюпольного ЭПР
§7.1. Введение
§7.2. Выбор систем
§7.3. Экспериментальные результаты
§7.4. Моделирование и количественный анализ
§7.5. Обсуждение механизмов динамического смешивания
§7.6. Заключение
Глава 8. Диамагнитное разбавление вследствие структурного перехода как возможность изучения межкластерного обменного взаимодействия в цепочечно-полимерных
комплексах Си(Ыас)2Ьк
§8.1. Введение
§8.2. Результаты и обсуждение
§8.3. Заключение
Выводы
Благодарности
Список литературы

Введение
Обменно-связанные многоспиновые системы привлекают огромный интерес исследователей в последние годы. В твердой фазе обменно-связанные системы двух и более спинов часто встречаются в неорганических и металлоорганических комплексах, в том числе входящих в состав биологических объектов. Кроме того, многоспиновые металлоорганические системы, связанные сильным обменным взаимодействием, являются фундаментом, в дизайне и построении новых магнитных материалов - молекулярных магнетиков. Молекулярные магнетики должны совмещать в себе как ферромагнитные свойства, так и свойства органических материалов. Одним из способов достижения* данной цели является синтез полимерных комплексов, в которых атомы, переходных металлов соединены друг с другом "мостиками',1 органических радикалов, обеспечивающих распространение обменного взаимодействия. Магнитные свойства данных полимерных комплексов в большой мере определяются обменным-взаимодействием, характер которого, в свою очередь, зависит от структуры соединения. Развитие методов* изучения обменного взаимодействия' в данных материалах является важной задачей, необходимой для направленного поиска наиболее перспективных соединений.
Цепочечно-полимерные структуры являются магнитоакгивными структурами низкой размерности. Такая пространственная структура молекулярных магнетиков является благоприятной для, создания высокоэффективных внутри- и межцентровых обменных каналов. Цепочечно-полимерные комплексы Си(Мас)2Ьа на основе гексафторацетилацетоната меди(11) (Си(Ыас)2) со стабильными* нитроксильными радикалами (Ьк), синтезированные в лаборатории В:И. Овчаренко (МТЦ СО РАН), крайне интересны тем, что обладают большой энергией внутрикластерного обменного взаимодействия и демонстрируют магнитные эффекты, аналогичные спиновому кроссоверу (переходу из высокоспинового в низкоспиновое состояние и наоборот). Такой «неклассический» спиновый кроссовер был недавно открыт в подобных системах.
Метод Электронного Парамагнитного Резонанса (ЭПР) и его различные модификации широко используются во всем» мире для изучения парамагнитных частиц, а также обменных взаимодействий между ними. Довольно много исследований ЭПР посвящено обменно-связанным системам в твердой фазе. Однако в большинстве практических случаев, при изучения сильно-связанных систем спектры ЭПР являются слабо информативными. Одной из причин этого является сужение линий ЭПР за счет

Структурные перестройки в обменных кластерах, детектируемые рентгеноструктурным анализом, обусловливают непостоянство внутрикластерных и межкластерных обменных взаимодействий, играющих ключевую роль в явлении неклассического спинового перехода и его проявлениях в ЭПР. В связи с этим, целями настоящей работы являлись:
1. Изучение основных особенностей ЭПР соединений Си(Ыас)2Ь11.
2. Изучение происходящих структурных и спиновых переходов в соединениях Си(Мас)гЬа и оценка величины энергии обменного взаимодействия в их трехспиновых кластерах с помощью ЭПР.
3. Разработка подхода для получения температурной зависимости энергии анитиферромагнитного обменного взаимодействия в соединениях ((МасЭгЬ11.
4. Изучение процессов межмультиплетного электронного спинового обмена (динамического смешивания) в соединениях Си(Мас)гЬк и оценка их скоростей.