office@icp.ac.ru
+7 496 522-51-64
|
Современные исследования в области композитных материалов открывают новые горизонты для разработки высокоэффективных систем с уникальными функциональными свойствами. Одним из многообещающих направлений является создание гибридных материалов на основе оксида графена (ОГ), которые могут значительно улучшить характеристики спин-переменных комплексов, используемых в нанотехнологиях и электронике. В данном исследовании ученые сосредоточились на синтезе гибридных пленочных материалов, которые образуются в процессе самосборки посредством нековалентных взаимодействий между нанолистами ОГ с тетраэтиламмонийной солью анионного спин-переменного комплекса [FeIII(5Cl-thsa)2]− (5Cl-thsa – тиосемикарбазон 5-хлорсалицилальдегида) (1). Эти процессы приводят к внедрению молекул соли в межслоевое пространство нанолистов оксида графена, создавая новые функциональные материалы. Предварительные данные показывают, что перспектива применения данных гибридных пленочных материалов может привести к увеличению срока использования и повышению энергоэффективности логических устройств для электроники нового поколения. Важно отметить, что до начала данного исследования в научной литературе было всего несколько упоминаний о методах ex situ получения спин-переменных нанокомпозитов на основе оксида графена. Эти результаты могут заложить основу для дальнейших исследований в этой области.  В статье описывается синтез гибридных композитных пленочных материалов, сформированных в процессе самосборки посредством нековалентных взаимодействий нанолистов ОГ с солью [Et4N][FeIII(5Cl-thsa)2] (1), Получены пленки гибридного композитного материала ОГ-1 размером ~2 см в диаметре, толщиной ~45 мкм и содержанием 22 % вес. соли 1. Сравнение магнитных свойств соли 1 и пленки гибридного материала ОГ–1 продемонстрировало влияние матрицы нанолистов ОГ на долю молекул интеркаланта, испытывающих термоиндуцированный обратимый спиновый переход в диапазоне температур 200–230 К равную ΔγВС=75% и сдвиг температуры полуперехода в высокотемпературную область за счет псевдо-давления на спин-переменный комплекс Fe(III) в межслоевом пространстве нанолистов ОГ. DFT расчетами показана важная роль органического катиона [Et4N]+ в процессе адсорбции спин-переменного аниона [FeIII(5Cl-thsa)2]− на поверхности нанолистов ОГ. Данное исследование проведено коллективом авторов ФИЦ ПХФ и МХ РАН: Спицына Наталья, Благов Максим – Лаборатория молекулярных проводников и магнетиков Лобач Анатолий – Лаборатория перспективных полифункциональных материалов Дремова Надежда – Лаборатория физико-химических исследований Дмитриев Алексей, Жидков Михаил – Лаборатория физических методов исследования функциональных материалов при участии: Институт физики твердого тела РАН, Черноголовка. Nataliya G. Spitsyna, Anatoly S. Lobach, Maxim A. Blagov, Nadezhda N. Dremova, Alexei I. Dmitriev, Mikhail V. Zhidkov and Sergei V. Simonov // Creation of spin switching in graphene oxide-based hybrid film materials with an anionic Fe(iii) 5Cl-salicyaldehyde–thiosemicarbazone complex† // Dalton Transactions 2024, 53,13478-13490. Q-1, IF=3.5 |
Современные исследования в области композитных материалов открывают новые горизонты для разработки высокоэффективных систем с уникальными функциональными свойствами. Одним из многообещающих направлений является создание гибридных материалов на основе оксида графена (ОГ), которые могут значительно улучшить характеристики спин-переменных комплексов, используемых в нанотехнологиях и электронике.
«Гибридные 2D материалы слоистой структуры с интеркалантами различной природы представляют собой интересный вызов для современной науки о материалах, так как они могут использоваться в качестве логических элементов для современной электроники и спинтроники. Комбинируя уникальные свойства графеновых структур и молекул-интеркалантов, мы можем ожидать появления новых магнито-электронных эффектов», – рассказал один из участников исследования к.х.н. Лобач Анатолий.
В данном исследовании ученые сосредоточились на синтезе гибридных пленочных материалов, которые образуются в процессе самосборки посредством нековалентных взаимодействий между нанолистами ОГ с тетраэтиламмонийной солью анионного спин-переменного комплекса [FeIII(5Cl-thsa)2]− (5Cl-thsa – тиосемикарбазон 5-хлорсалицилальдегида) (1). Эти процессы приводят к внедрению молекул соли в межслоевое пространство нанолистов оксида графена, создавая новые функциональные материалы.
Как отметил к.х.н Благов Максим: «Свойства наших гибридных материалов в данной комбинации исследуются впервые, и мы надеемся, что они смогут продемонстрировать улучшенные магнитные характеристики в результате синергизма свойств спин-переменных комплексов железа(III) и ОГ.»
Предварительные данные показывают, что перспектива применения данных гибридных пленочных материалов может привести к увеличению срока использования и повышению энергоэффективности логических устройств для электроники нового поколения. Важно отметить, что до начала данного исследования в научной литературе было всего несколько упоминаний о методах ex situ получения спин-переменных нанокомпозитов на основе оксида графена. Эти результаты могут заложить основу для дальнейших исследований в этой области.
В статье описывается синтез гибридных композитных пленочных материалов, сформированных в процессе самосборки посредством нековалентных взаимодействий нанолистов ОГ с солью [Et4N][FeIII(5Cl-thsa)2] (1), Получены пленки гибридного композитного материала ОГ-1 размером ~2 см в диаметре, толщиной ~45 мкм и содержанием 22 % вес. соли 1. Сравнение магнитных свойств соли 1 и пленки гибридного материала ОГ–1 продемонстрировало влияние матрицы нанолистов ОГ на долю молекул интеркаланта, испытывающих термоиндуцированный обратимый спиновый переход в диапазоне температур 200–230 К равную ΔγВС=75% и сдвиг температуры полуперехода в высокотемпературную область за счет псевдо-давления на спин-переменный комплекс Fe(III) в межслоевом пространстве нанолистов ОГ. DFT расчетами показана важная роль органического катиона [Et4N]+ в процессе адсорбции спин-переменного аниона [FeIII(5Cl-thsa)2]− на поверхности нанолистов ОГ.
Данное исследование проведено коллективом авторов ФИЦ ПХФ и МХ РАН: Спицына Наталья, Благов Максим – Лаборатория молекулярных проводников и магнетиков Лобач Анатолий – Лаборатория перспективных полифункциональных материалов Дремова Надежда – Лаборатория физико-химических исследований Дмитриев Алексей, Жидков Михаил – Лаборатория физических методов исследования функциональных материалов
при участии: Институт физики твердого тела РАН, Черноголовка.
Nataliya G. Spitsyna, Anatoly S. Lobach, Maxim A. Blagov, Nadezhda N. Dremova, Alexei I. Dmitriev, Mikhail V. Zhidkov and Sergei V. Simonov // Creation of spin switching in graphene oxide-based hybrid film materials with an anionic Fe(iii) 5Cl-salicyaldehyde–thiosemicarbazone complex† // Dalton Transactions 2024, 53,13478-13490. Q-1, IF=3.5