Campos coercitivos superiores a 30 T en el imán de una sola molécula de valencia mixta (Cp^iPr5) ₂Ho₂I₃

Área de la Ciencia:

• Química inorgánica
• Ciencias de los materiales
• El magnetismo

Sus antecedentes:

• Los complejos de dilantánidos de valencia mixta con enlaces Ln-Ln σ presentan estados de base de alto espín y anisotropía magnética.
• Los estudios anteriores se centraron en Gd, Tb y Dy, mostrando una gran coercitividad magnética en las variantes Tb y Dy.

Objetivo del estudio:

• Sintetiza y caracteriza nuevos compuestos de dilantanuro de valencia mixta (Cp^iPr5) ₂Ln₂I₃ para el holmio (Ho) y el erbio (Er).
• Investigar las propiedades magnéticas, incluido el bloqueo magnético, la relajación magnética lenta y los campos coercitivos de estos nuevos compuestos.
• Comprender el origen de los diferentes comportamientos magnéticos entre los complejos Ho y Er.

Principales métodos:

• Síntesis de nuevos complejos de dilantanuro de valencia mixta: (Cp^iPr5) ₂ Ln₂ I₃ (Ln = Ho, Er).
• Caracterización mediante mediciones de susceptibilidad magnética y estudios de magnetización de campo variable.
• Análisis computacional (cálculos multiconfiguracionales) y espectroscopia del infrarrojo lejano.

Principales resultados:

• Síntesis exitosa de los primeros compuestos moleculares Ho y Er con un enlace Ln-Ln.
• Ambos complejos muestran estados básicos de alto espín debido al acoplamiento de espín y un electrón de enlace Ln-Ln.
• El complejo de holmio (1-Ho) exhibe un bloqueo magnético por debajo de 28 K y una barrera de inversión de espín de 556 cm.
• El complejo de holmio demuestra un campo coercitivo récord (> 32 T) a bajas temperaturas.
• El complejo de erbio (1-Er) no muestra un bloqueo magnético observable ni una relajación magnética lenta.

Conclusiones:

• Los nuevos complejos Ho y Er representan los primeros compuestos moleculares con enlaces Ln-Ln para estos lantánidos.
• Se observan propiedades magnéticas divergentes entre los complejos Ho y Er, vinculadas a diferencias en la anisotropía magnética local.
• El complejo de holmio muestra un potencial excepcional como imán de una sola molécula debido a su alta temperatura de bloqueo y coercividad récord.