Histeresis magnética a 31 K en un complejo de cuatro coordenadas de disprosio

Área de la Ciencia:

• Ciencias de los materiales
• Química
• La física

Sus antecedentes:

• Los imanes de una sola molécula (SMM) son cruciales para el avance del magnetismo molecular y la computación cuántica.
• El diseño actual de SMM a menudo está dominado por complejos de disprosio con ligandos π, logrando altas temperaturas de histeresis magnética.
• Las estrategias de ligandos alternativos, como las amidas densas en carga, pueden aumentar las barreras de inversión magnética, pero a menudo a expensas de las temperaturas de histeresis.

Objetivo del estudio:

• Para reportar un nuevo disprosio de cuatro coordenadas ((III) SMM, [Dy{Me2Si{NSiiPr3) 2}2{K{tolueno) 2}]n (1Dy), utilizando donantes de amida densos en carga.
• Investigar las propiedades magnéticas y el rendimiento de esta nueva arquitectura SMM.
• Explorar una estrategia de diseño alternativa para los SMM lantánidos de alto rendimiento.

Principales métodos:

• Síntesis y caracterización del complejo de cuatro coordenadas disprosio (III) (1Dy).
• Mediciones de las propiedades magnéticas, incluidos los bucles de histeresis magnética y los tiempos de relajación.
• Cálculos ab initio para determinar los efectos de campo de los cristales y la dinámica de giro.

Principales resultados:

• 1Dy exhibe una histeresis magnética de circuito abierto de hasta 31 K a una velocidad de barrido de 22 Oe s-1.
• El campo coercitivo (Hc) es de 1,65 T a 1,8 K, y la temperatura de bloqueo de 100 s (TB100) es de 10,4 K.
• Los cálculos ab initio revelan un fuerte campo de cristal axial (CF) que divide el múltiple de la órbita de giro en 1958 K (1361 cm-1).

Conclusiones:

• La geometría de cuatro coordenadas de 1Dy imparte un campo cristalino significativo, lo que lleva a características de SMM de alto rendimiento.
• Esta estrategia de diseño alternativo ofrece una vía sintéticamente accesible para los SMM monometálicos de alto rendimiento.
• 1Dy demuestra propiedades magnéticas competitivas en comparación con los SMM lantánidos existentes, lo que sugiere potencial para un mayor refinamiento.