Электронное строение и магнитные свойства многоядерных комплексов ванадия(IV,V) и меди(II) по данным квантово-химических расчетов

• Автор: Петрова, Мария Михайловна
• Шифр специальности: 02.00.04
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2010
• Место защиты: Казань
• Количество страниц: 142 с. : ил.

ОГЛАВЛЕНИЕ
Введение

Глава 1. Миогоядерные комплексы переходных металлов строение,

свойства и перспективы их практического использования

1.1 Комплексы переходных металлов, имеющие полимерное строение

1.2 Комплексы переходных металлов, имеющие молекулярное строение

Глава 2. Основы квантовой химии многоатомных систем и

магнетохимии обменных кластеров

2.1 Основные понятия и методы квантовой химии

2.1.1 Молекулярное уравнение Шредингсра

2.1.2 Приближение БорнаОппенгснмсра

2.1.3 Одноэлектронное приближение. Метод ХартрнФока
2.1.4 Выход за рамки одноэлсктронного приближения
2.1.5 Метод валентных схем
2.1.6 Мегоды функционала плотности
2.1.7 Выбор базисных функций
2.1.8 Ограниченные и неограниченные детерминанты 3
2.2 Магнстохимия обменных кластеров
2.2.1 Модель обменного взаимодсйсгвия ГснзеибсргаДиракаВан Флека
2.2.2 Нсгейзснбсрговскис формы обмена
2.2.3 Общие формулы теории магнетизма
2.2.4 Определение обменных параметров по данным магнстохимических измерений
2.2.5 Роль квантовохимических расчетов п обработке данных магнегохимическнх измерений
2.3 Квантовохимический расчет параметров изотропного обмена
2.3.1 Метод нарушенной симметрии
2.3.2 Модификации метода нарушенной симметрии
2.4 Методы и подходы, используемые в диссертационной работе
Глава 3. Электронная структура и магнитные свойства алкокси
полиоксованадатов VvV1 с п 4, 3,
3.1 Электронное строение и пространственная структура комплексов Vv,,v,,,4
3.1.1 Обменные взаимодействия в V4VV70i2
3.1.2 Обменные взаимодействия в ,V3VV2 и VIV2Vv.2
3.1.3 Энергии СПИНОВЫХ уровней комплексов VVVV6 0i2
3.2 Магнитные свойства Vv,1VV6,i24
Глава 4. Элекгронная структура и магнитные свойства рсдокс
активных комплексов 630246.i3,5243
4.1 Электронное строение и пространственная структура
комплексов 630246.3,5243
4.1.1 Пространственная структура анионов
4.1.2 Электронное состояние с максимальным значением полного спина
4.1.3 Обменные взаимодействия в гексаядерном остове
4.1.4 Энергетические уровни комплексов в рамках моделей изотропного обмена
4.2 Анализ данных магнетохимических измерений
4.3 Структурномагнитная корреляция
4.4 Относительная устойчивость продуктов двухэлектронного 5 окисления комплекса СиПзрз0
Основные результаты и выводы
Приложение
Литература


Полученные на их основе наноструктурированные материалы открывают принципиально новые возможности от сверхвысокой плотности записи информации до квантового компьютера. Такие материалы находят применение в молекулярной электронике и спинтронике. В главе подчеркиваются трудности, возникающие при изучении электронного строения многоядерных комплексов экспериментальными методами, а также обсуждается актуальность проведения квантовохимических расчетов. Обзор литературы завершается рассмотрением многоядерных комплексов, изученных в диссертационной работе. Координационные полимеры на основе комплексов переходных металлов проявляют интересные магнитные свойства и находят широкое применение в материаловедении. Заметная часть исследований посвящена разработке синтетических стратегий получения высокоспиновых высокоразмерных систем. Такие исследования нацелены на получение молекулярных магнетиков соединений, для которых ниже критической температуры регистрируется магнитный фазовый переход в упорядоченное состояние 17. В этих соединениях парамагнитные центры металлические центры йили органические радикалы образуют высокоэффективный
обменносвязанный ансамбль. Особенно интересны молекулярные магнетики, в которых наблюдается магнитный гистерезис магнитная бистабильность. К настоящему времени в области дизайна молекулярных магнетиков достигнуты определенные успехи 17. Синтезированы соединения, проявляющие свойства мягкого магнетика без петли гистерезиса, а также обладающие высокой коэрцитивной силой. Известны соединения с высокими критическими температурами, в некоторых случаях превышающими комнатную температуру 8. Молекулярные магнетики представляют собой легкие, прозрачные, как правило, диэлектрические материалы, получаемые в мягких условиях. Они совершенно не токсичны и устойчивы к коррозии. Весьма интересна еще одна группа соединений с несколько отличным механизмом бистабильности полимерные комплексы со спинпеременными i v свойствами. Координационные узлы этих соединений могут находиться в двух различных состояниях, пизкоспиновом А и высокоспиновом В. Спиновые переходы А В могут быть индуцированы действием света или изменением температуры давления. В некоторых случаях наблюдается гистерезис переходы осуществляются согласованно. Известны соединения, в которых термальный гистерезис наблюдается в области комнатной температуры 9. В обзоре обсуждаются подходы к синтезу гибридных солей, твердые фазы которых образованы двумя различными подрешетками. Каждая из них придает соединению определенные свойства. Другими словами, электронные взаимодействия подрешеток, как правило, пренебрежимо малы, поэтому такие подходы позволяют комбинировать магнетизм с другими свойствами. В качестве примера можно назвать соли органических катионрадикалов с анионными комплексами переходных металлов. Большинство синтезированных к настоящему времени молекулярных материалов удалось получить в виде кристаллических образцов. Наиболее устойчивые из них могут храниться годами в обычных условиях и не изменяют при этом свои физические свойства. В литературе широко обсуждаются перспективы практического использования хмолекулярных материалов в различных электронных и магнитных усгройствах 1, , . В последние годы усилия исследователей направлены на разработку технологий получения наносгруктурированных материалов . Магнитные молекулярные проводники, полученные в виде тонких пленок или монослоев , могут найти применение в молекулярной электронике и спинтронике , . В последнее десятилетие повышенное внимание привлекают многоядерные комплексы переходных металлов, имеющие молекулярное строение. Этим соединениям посвящен следующий раздел настоящего обзора. Среди многоядерных комплексов переходных металлов особое место занимают комплексы с магнитной бистабильностью. Подчеркнем, что магнитная бистабильность в этих соединениях проявляется на молекулярном уровне, т. Переходы между этими состояниями индуцируются внешним магнитным полем. Такие комплексы называют молекулярными магнитами i . Эффект молекулярной магнитной бистабильности впервые был зарегистрирован для комплекса МпСНзС1бН42СНзСН4Н .