Магнитные свойства хиральных молекулярных магнетиков на основе цианидных комплексов переходных металлов

• Автор: Кирман, Марина Викторовна
• Шифр специальности: 01.04.17
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2008
• Место защиты: Черноголовка
• Количество страниц: 133 с. : ил.

ОГЛАВЛЕНИЕ

ВВЕДЕНИЕ
Глава 1. Литературный обзор
1.1. Новые перспективы в магнетизме металлорганических
соединений
1.2. Хиральности атомной и спиновой структур кристаллов
1.3. Оптическая и магнитоопическая активность: эффект Фарадея
магнито-хиральный дихроизм
1.4. Хиральные металлоорганические магнетики
1.4.1. Хиральные магнетики на основе триоксалатных комплексов
металлов
1.4.2. Магнетики на основе Ь-тартратных лигандов
1.4.3. Хиральные магнетики на основе карбоксалатных комплексов
1.4.4. Дизайн хиральных магнетиков на основе цианидных
комплексов
1.4.5. Молекулярные магнетики с геликоидальной структурой на 27 основе цианидных комплексов
1.5. Электронный спиновый резонанс в хиральных системах
1.6. Магнитные солитоны в одномерном магнетике
1.7. Хиральные спиновые солитоны
Глава 2. Экспериментальные методы и образцы
2.1. СКВИД - магнитометрия
2.2. Применение ЭПР - спектроскопии в исследовании магнитных
свойств магнетиков
2.3. Образцы
2.3.1. Кристаллы [Cr(CN)6] [Mn(S)-pnH-(H20)] Н20 (Green Needle)
2.3.2. Кристаллы [Mn {(R/S)-pn}]2 [Mn {(R/S)-pn}2 (H20)] [Cr(CN)6]2
(Yellow Needle)
2.3.3. Соединение [Mn1I(HL)(H20)][MnI,I(CN)6]-2H20 с хиральным 70 лигандом L
Глава 3. Хиральные и рацемические молекулярные магнетики на 72 основе ионов Сг(1П) и Mn(II)
3.1. Статическая намагниченность кристаллов Green Needle
3.2. Электронный парамагнитный резонанс в кристаллах Green
Needle
3.3. Статическая намагниченность кристаллов Yellow Needle
3.4. Электронный спиновый резонанс в ферримагнитном состоянии
монокристаллов Green Needle
Электронный спиновый резонанс в ферримагнитном состоянии
3.5.
монокристаллов Yellow Needle
3.6. Спин-волновой резонанс в хиральных и рацемических
кристаллах Green Needle, Yellow Needle
3.7. Спин-солитонный резонанс в хиральных кристаллах Green
Needle, Yellow Needle
Глава 4. Хиральные и рацемические молекулярные магнетики на 107 основе ионов Mn(II) и Mn(III)
4.1. Электронный спиновый резонанс в [Мпп(НЬ)(Н20)] [Mnin(CN)6]
• 2Н20
4.2. Интерпретация спектров магнитного резонанса в
[Мпп(НЬ)(Н20)] [Мпш(СИ)6] 2Н20 ВЫВОДЫ
СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ
Публикации автора по теме диссертационной работы

ВВЕДЕНИЕ
Актуальность работы
Подавляющее большинство работ в области спиновой динамики в молекулярных магнетиках было выполнено для их парамагнитного состояния. В литературе имеется недостаток сведений о спиновой динамике для их магнитоупорядоченных состояний, для которых и ожидается получение новых представлений и обнаружение новых эффектов.
В данной работе была исследована спиновая динамика в ферримагнитном и парамагнитном состоянии новых хиральных молекулярных магнетиках на основе цианидных комплексов переходных металлов.
Раньше главной причиной интереса к хиральным магнетикам была их магнитооптическая активность и потребность в практическом использовании эффекта Фарадея в оптически прозрачных магнетиках с регулируемым распределением спиновой плотности [1]. Помимо этого, синтез хиральных молекулярных магнетиков открывает новые возможности в управлении магнитными свойствами твердых тел и создании новых магнитных материалов, не существующих в природе в естественной форме. К настоящему времени синтезировано множество металлорганических соединений [2], в которых кристаллическая структура лишена центра инверсии, обменное взаимодействие Дзялошинского-Мория дает существенный вклад в их магнитные свойства, а структурная хиральность индуцирует хиральность спиновой плотности, обнаруживаемую методами мюонной и нейтронной дифракции. Несмотря на многочисленные попытки обнаружения влияния хиральности кристаллов на их магнитный момент, до сих пор не существует ни одного свидетельства такого влияния. Причина этого в том, что магнитный момент образца, выбранный в качестве характеристики магнитных свойств, инвариантен по отношению к операции инверсии. В результате появилась распространенная точка зрения, согласно которой хиральность кристаллов не может влиять на магнитные свойства кристаллов. Очевидно, что такого запрета не существует для спин-

различались, что объясняется высокой чувствительностью ЭПР спектроскопии для выявления различий стереохимии соединений.
На коллективное поведение взаимодействующих магнитных моментов может сильно влиять конфигурация кристаллической решетки, лежащей в основе соединения [49 - 54]. В геометрически фрустрированных спиновых системах могут появиться хиральные корреляции, которые возникают из-за треугольного расположения спинов. Авторы [55] изучили спиновую хиральность в двумерной геометрически фрустрированной решетке антиферромагнитного монокристалла КРе3(0Н)б(804)2. Сочетание термодинамических измерений и нейтронного рассеяния позволило обнаружить, что фазовый переход в упорядоченное основное состояние является нетипичным для антиферромагнетиков. При низких температурах ~ 1К внешнее магнитное поле индуцирует переход между состояниями с различным нетривиальным спиновым распределением. Так при исследовании
[56] методом ЭПР спин-пайерловской системы (ВМе-ПСИСЯЫ было получено подтверждение возникновения спиновых солитонов в виде доменных стенок.
Кроме того, с помощью ЭПР - измерений были обнаружены внутренние подвижные солитоноподобные парамагнитные дефекты в монокристаллах тетратиафульвалена-хлоранилина, которые образуются при фазовом переходе
[57].
ЭПР измерения антиферромагнетика СэСиСЬ [58] в импульсных полях до 500 кЭ (рис. 22) при температуре 1,5 К выявили резонансное поглощение в области поля, соответствующего треугольному расположению спинов. Интенсивность этих резонансов уменьшается в направлении высоких полей, так что в результате спины оказываются расположены ферромагнитно. Однако, резонансные частоты находятся ниже, чем вычисленные моды для фрустрированной двумерной треугольной решетки, что указывает на