Polímero de coordinación de valencia mixta a base de anilato Fe (II) Fe (III): modelo de salto de pequeño polarón...

Área de la Ciencia:

• Ciencias de los materiales
• Química del estado sólido
• Química de coordinación

Sus antecedentes:

• Los compuestos metálicos de valencia mixta son cruciales para comprender la deslocalización de electrones y los fenómenos de transporte de carga.
• Los polímeros de coordinación bidimensional (2D) ofrecen motivos estructurales únicos para el diseño de materiales funcionales.
• Las capas aniónicas 2D que se alternan con las capas catiónicas proporcionan un marco para las propiedades electrónicas sintonizables.

Objetivo del estudio:

• Sintetizar y caracterizar un nuevo polímero de coordinación 2D FeIIFeIII de valencia mixta.
• Para investigar la estructura de estado sólido, las propiedades electrónicas y el comportamiento magnético del compuesto.
• Elucidar los factores que contribuyen al comportamiento semiconductor observado y la anisotropía de conductividad.

Principales métodos:

• Cristalización y difracción de rayos X de un solo cristal a bajas temperaturas (150 K y 10 K).
• Mediciones de la susceptibilidad magnética para determinar el ordenamiento magnético y la histeresis.
• Espectroscopia de Mössbauer para sondear los estados de oxidación del hierro y la distribución de la carga.
• Mediciones y análisis de la conductividad eléctrica mediante un modelo de salto de polarón pequeño.

Principales resultados:

• El compuesto [TAG][FeIIFeIII ((ClCNAn) 3) · ((solvate) 1) se cristaliza en un grupo de espacio trigonal polar (P3) con capas de panal de abeja en 2D.
• Se observó evidencia de deslocalización de electrones y un estado de oxidación Fe promedio de +2,5, con localización de carga a temperaturas más bajas.
• Se detectó un ordenamiento magnético por debajo de 4 K y un bucle de histeresis a 2 K.
• El material exhibe un comportamiento semiconductor con una conductividad en el plano significativamente mayor (2 × 10-3 S/cm) en comparación con la conductividad perpendicular.

Conclusiones:

• El polímero de coordinación de hierro de valencia mixta sintetizado muestra propiedades estructurales, electrónicas y magnéticas interesantes.
• La estructura de panal 2D y la naturaleza de los ligandos juegan un papel crítico en la deslocalización de la carga y la conductividad.
• Los sistemas basados en anilato demuestran una conductividad superior en comparación con los análogos basados en oxalato, explicada por un modelo de salto de polarón pequeño.