Diseño asimétrico de complejos de cruce de espín para aumentar la volatilidad de la deposición en la superficie

Área de la Ciencia:

• Química de coordinación
• Ciencias de los materiales
• Química supramolecular

Sus antecedentes:

• Los complejos de cruce de espín (SCO) son de interés para los interruptores moleculares y los dispositivos de memoria.
• El logro de una fuerte cooperación y volatilidad en los materiales de la OCS sigue siendo un desafío.
• Se explora el diseño molecular asimétrico para conciliar estas propiedades.

Objetivo del estudio:

• Para sintetizar y caracterizar un complejo mononuclear de hierro (II), [Fe (tBu2qsal) ].
• Investigar sus propiedades de transición de espín, incluida la histeresis y los efectos inducidos por la luz.
• Explorar la relación entre la asimetría molecular, la cooperatividad y la sublimación para aplicaciones de película delgada.

Principales métodos:

• Síntesis del complejo de hierro (II) utilizando un ligando tridentado (tBu2qsalH) y un precursor de Fe (II).
• Caracterización del comportamiento de transición de espín a través de mediciones dependientes de la temperatura y estudios inducidos por la luz.
• Cálculos de difracción de rayos X de un solo cristal y teoría funcional de la densidad (DFT).
• Fabricación y análisis de las propiedades dieléctricas de una película delgada de 20 nm.

Principales resultados:

• El complejo [Fe(tBu2qsal) 2 exhibe una transición de espín histérica a 117 K (enfriamiento) y 129 K (calentamiento).
• La captura del estado de espín excitado inducido por la luz se observa a temperaturas más bajas.
• El complejo es fácilmente sublimable, con cristales individuales cultivados a través de la sublimación.
• La estructura asimétrica, con grupos tert-butilo y porciones de quinolina en lados opuestos, facilita el embalaje en capas y las interacciones intermoleculares.
• La transición de espín se retiene en una película delgada de 20 nm, mostrando cambios dieléctricos histéricos.
• Los cálculos de DFT apoyan los cambios dieléctricos observados basados en estados de espín bajo y alto.

Conclusiones:

• El diseño molecular asimétrico es una estrategia efectiva para crear complejos SCO volátiles con una fuerte cooperatividad.
• El complejo [Fe(tBu2qsal) 2 demuestra el potencial para dispositivos de conmutación molecular de película delgada.
• Se destaca la interacción entre la estructura molecular, las interacciones intermoleculares y las propiedades macroscópicas.