office@icp.ac.ru
+7 496 522-51-64
|
Разработка многофункциональных материалов стала одной из центральных задач современной науки. Эти материалы, обладающие способностью выполнять несколько функций одновременно, находят всё более широкий круг применения в таких областях, как медицина, электроника, биотехнологии и многих других. Современные проводящие материалы создаются на основе окисленных или восстановленных органических и металлоорганических молекул. Их уникальные свойства позволяют им демонстрировать полупроводниковое поведение, металлическую проводимость, а в некоторых случаях даже сверхпроводимость. Одновременно активно развивается направление, связанное с молекулярными магнитами, где наблюдается быстрый прогресс. Исследования охватывают спектр от соединений с трёхмерным магнитным упорядочением спинов до одноионных магнитов (SIM). Эти последние были успешно представлены в течение последних трёх десятилетий и обладают уникальным свойством медленной магнитной релаксации намагниченности при температурах ниже блокировочной, что делает их перспективными для использования в устройствах памяти высокой плотности. Особый интерес представляют магнитные материалы на основе лантаноидов, которые демонстрируют высокие спин-обратимые барьеры и длительные времена релаксации. Сегодня максимальная температура блокировки зафиксирована для SIM, основанных на диспрозии и содержащих замещённые циклопентадиенильные лиганды. Сочетание проводимости и магнитных свойств представляет собой увлекательную задачу для ученых, так как эти две характеристики могут взаимодействовать друг с другом в рамках одного соединения. Это явление, известное как гигантское магнитосопротивление, наблюдается в молекулярных проводниках, где магнитное поле оказывает влияние на проводимость. Такого рода эффекты вызывают особый интерес у исследователей в области спинтроники. Несколько успешных попыток объединить эти свойства уже были предприняты. Например, окисленный бис(этилендитио)тетратиафульвален (BEDT-TTF) и бис(этилендиокси)тетратиафульвален (BEDO-TTF), а также соединение M(dmit)₂ (где dmit представляет собой 4,5-димеркапто-1,3-дитиол-2-дитион), были сокристаллизованы с одноионными магнитами, содержащими ионы Re⁴⁺, Mn²⁺/³⁺ и Co²⁺. В определённых случаях полученные соединения показывали металлическую проводимость и магнитные свойства SIM при низких температурах. Лантаноидные SIM также представляют интерес для исследования в сочетании с окисленными или восстановленными органическими молекулами, которые могут демонстрировать проводимость. Например, ранее проводились исследования на сочетание BEDT-TTF с различными хлоридами Ho, Dy и Tb, хотя свойства SIM у этих полупроводников не были выявлены. Также ученые использовали электрокристаллизацию для соединения магнитных цепей Dy³⁺ и BEDT-TTF с целью получения полупроводниковых SIM. Похожие полупроводниковые SIM были получены с 7,7,8,8-тетрациано-п-хинодиметаном (TCNQ), координированным с Dy³⁺. Интересный пример проводящего SIM был предложен исследователем Като и его командой. Они изучили частично окисленный двухпалубный комплекс Dy³⁺Pc₂ (где Pc — это фталоцианин), который продемонстрировал металлический тип проводимости при комнатной температуре и полупроводниковые свойства при более низких температурах, вероятно, из-за 1D-нестабильности. В результате недавно проведенного исследования был представлен новый синтетический подход к созданию соединений. Ученым удалось синтезировать окисленный тетраселенатетрацен с трехвалентным диспрозием, поскольку он может проявлять свойства SIM. В результате получилось выделить качественные монокристаллы с составом {TSeT₁.₅}●⁺[Dy³⁺(hfac)₄]⁻. Таким образом, данное исследование открывает новые горизонты для понимания и изучения многофункциональных материалов, сочетая проводимость и магнитные свойства в одном соединении.  Исследование проведено коллективом авторов ФИЦ ПХФ и МХ РАН: Александра Флакина, Дмитрий Назаров, Максим Фараонов, Дмитрий Конарев – Лаборатория перспективных полифункциональных материалов, при участии ученых из других центров исследований:
Flakina A.M., Nazarov D.I., Faraonov M.A., Yakushev I.A., Kuzmin A.V., Khasanov S.S., Zverev V.N., Otsuka A., Yamochi H., Kitagawa H., Konarev D.V. // Single-Ion Magnetism of the [DyIII(hfac)4]− Anions in the Crystalline Semiconductor {TSeT1.5}●+[DyIII(hfac)4]−Containing Weakly Dimerized Stacks of Tetraselenatetracene. // International Journal of Molecular Sciences, v.25, N.15, p.8068, 24 July 2024 Q1, IF=4,9 |
Разработка многофункциональных материалов стала одной из центральных задач современной науки. Эти материалы, обладающие способностью выполнять несколько функций одновременно, находят всё более широкий круг применения в таких областях, как медицина, электроника, биотехнологии и многих других.
Современные проводящие материалы создаются на основе окисленных или восстановленных органических и металлоорганических молекул. Их уникальные свойства позволяют им демонстрировать полупроводниковое поведение, металлическую проводимость, а в некоторых случаях даже сверхпроводимость. Одновременно активно развивается направление, связанное с молекулярными магнитами, где наблюдается быстрый прогресс. Исследования охватывают спектр от соединений с трёхмерным магнитным упорядочением спинов до одноионных магнитов (SIM). Эти последние были успешно представлены в течение последних трёх десятилетий и обладают уникальным свойством медленной магнитной релаксации намагниченности при температурах ниже блокировочной, что делает их перспективными для использования в устройствах памяти высокой плотности.
Особый интерес представляют магнитные материалы на основе лантаноидов, которые демонстрируют высокие спин-обратимые барьеры и длительные времена релаксации. Сегодня максимальная температура блокировки зафиксирована для SIM, основанных на диспрозии и содержащих замещённые циклопентадиенильные лиганды.
Сочетание проводимости и магнитных свойств представляет собой увлекательную задачу для ученых, так как эти две характеристики могут взаимодействовать друг с другом в рамках одного соединения. Это явление, известное как гигантское магнитосопротивление, наблюдается в молекулярных проводниках, где магнитное поле оказывает влияние на проводимость. Такого рода эффекты вызывают особый интерес у исследователей в области спинтроники.
Несколько успешных попыток объединить эти свойства уже были предприняты. Например, окисленный бис(этилендитио)тетратиафульвален (BEDT-TTF) и бис(этилендиокси)тетратиафульвален (BEDO-TTF), а также соединение M(dmit)₂ (где dmit представляет собой 4,5-димеркапто-1,3-дитиол-2-дитион), были сокристаллизованы с одноионными магнитами, содержащими ионы Re⁴⁺, Mn²⁺/³⁺ и Co²⁺. В определённых случаях полученные соединения показывали металлическую проводимость и магнитные свойства SIM при низких температурах.
Лантаноидные SIM также представляют интерес для исследования в сочетании с окисленными или восстановленными органическими молекулами, которые могут демонстрировать проводимость. Например, ранее проводились исследования на сочетание BEDT-TTF с различными хлоридами Ho, Dy и Tb, хотя свойства SIM у этих полупроводников не были выявлены. Также ученые использовали электрокристаллизацию для соединения магнитных цепей Dy³⁺ и BEDT-TTF с целью получения полупроводниковых SIM. Похожие полупроводниковые SIM были получены с 7,7,8,8-тетрациано-п-хинодиметаном (TCNQ), координированным с Dy³⁺.
Интересный пример проводящего SIM был предложен исследователем Като и его командой. Они изучили частично окисленный двухпалубный комплекс Dy³⁺Pc₂ (где Pc — это фталоцианин), который продемонстрировал металлический тип проводимости при комнатной температуре и полупроводниковые свойства при более низких температурах, вероятно, из-за 1D-нестабильности.
В результате недавно проведенного исследования был представлен новый синтетический подход к созданию соединений. Ученым удалось синтезировать окисленный тетраселенатетрацен с трехвалентным диспрозием, поскольку он может проявлять свойства SIM. В результате получилось выделить качественные монокристаллы с составом {TSeT₁.₅}●⁺[Dy³⁺(hfac)₄]⁻.
Таким образом, данное исследование открывает новые горизонты для понимания и изучения многофункциональных материалов, сочетая проводимость и магнитные свойства в одном соединении.
Исследование проведено коллективом авторов ФИЦ ПХФ и МХ РАН: Александра Флакина, Дмитрий Назаров, Максим Фараонов, Дмитрий Конарев – Лаборатория перспективных полифункциональных материалов, при участии ученых из других центров исследований:
- Институт общей и неорганической химии им. Н.С. Курнакова Российской академии наук, Москва, Россия
- Институт физики твердого тела РАН, Черноголовка, Россия
- Химический факультет, Высшая школа наук, Киотский университет, Сакё-ку, Киото, Япония
Flakina A.M., Nazarov D.I., Faraonov M.A., Yakushev I.A., Kuzmin A.V., Khasanov S.S., Zverev V.N., Otsuka A., Yamochi H., Kitagawa H., Konarev D.V. // Single-Ion Magnetism of the [DyIII(hfac)4]− Anions in the Crystalline Semiconductor {TSeT1.5}●+[DyIII(hfac)4]−Containing Weakly Dimerized Stacks of Tetraselenatetracene. // International Journal of Molecular Sciences, v.25, N.15, p.8068, 24 July 2024 Q1, IF=4,9