High Symmetry Paramagnetic Cages

高对称顺磁笼

基本信息

  • 批准号:
    EP/H006893/1
  • 负责人:
  • 金额:
    $ 43万
  • 依托单位:
  • 依托单位国家:
    英国
  • 项目类别:
    Research Grant
  • 财政年份:
    2010
  • 资助国家:
    英国
  • 起止时间:
    2010 至 无数据
  • 项目状态:
    已结题

项目摘要

Molecular compounds containing lots of (para)magnetic transition metal ions ( cage complexes ) can display fascinating and fundamentally important magnetic properties. They have allowed detailed insight into, for example, quantum size effects in magnets with direct relevance to possible future technologies including quantum computing and molecular spintronics. Such molecular cages are conventionally made by standard coordination chemistry techniques. The groups at Manchester and Edinburgh involved in this proposal have developed synthetic routes to such materials by non-standard methods, namely solvothermal (akin to a pressure cooker) and microwave methods. These very different (in temperature, pressure and timescale regimes) reaction conditions can lead to very different chemistry. We have observed that the forcing conditions often result in high symmetry cages. This high symmetry can lead to very unusual magnetic phenomena: for example, we have found molecular materials that display enormous low temperature magnetocaloric effects (temperature changes on changing a magnetic field) and also memory effects to unusually high temperature by a previously unobserved mechanism. This proposal seeks to build on these observations by systematically investigating the use of forcing conditions in the synthesis of high symmetry, high nuclearity d-block, f-block (rare earth) and d-f hybrid transition metal cages. We will examine the relationship between solvothermal and microwave heating, cage symmetry and magnetic properties. We expect to find unusual and potentially useful low temperature physics, resulting from highly frustrated spin topologies, including enhanced magnetocaloric effects, as well as other effects that have been predicted but as yet unobserved for cages based on Platonic and Archimedian solids.
含有大量(顺)磁性过渡金属离子(笼状配合物)的分子化合物可以表现出令人着迷且极其重要的磁性。例如,他们可以详细了解磁体中的量子尺寸效应,这与包括量子计算和分子自旋电子学在内的未来可能的技术直接相关。这种分子笼通常通过标准配位化学技术制备。参与该提案的曼彻斯特和爱丁堡小组已经通过非标准方法开发了此类材料的合成路线,即溶剂热法(类似于高压锅)和微波方法。这些非常不同的(温度、压力和时间范围)反应条件可能会导致非常不同的化学反应。我们观察到,强迫条件通常会导致高度对称的笼子。这种高度对称性可能导致非常不寻常的磁现象:例如,我们发现分子材料表现出巨大的低温磁热效应(改变磁场时的温度变化),并且还通过以前未观察到的机制对异常高温产生记忆效应。该提案旨在以这些观察为基础,系统地研究在合成高对称性、高核性 d 区、f 区(稀土)和 d-f 杂化过渡金属笼时强制条件的使用。我们将研究溶剂热和微波加热、笼对称性和磁性能之间的关系。我们期望发现不寻常且潜在有用的低温物理,这是由高度受挫的自旋拓扑产生的,包括增强的磁热效应,以及基于柏拉图和阿基米德固体的笼子已预测但尚未观察到的其他效应。

项目成果

期刊论文数量(9)
专著数量(0)
科研奖励数量(0)
会议论文数量(0)
专利数量(0)
Mn(II) -Gd(III) phosphonate cages with a large magnetocaloric effect.
  • DOI:
    10.1002/chem.201200152
  • 发表时间:
    2012-04
  • 期刊:
  • 影响因子:
    0
  • 作者:
    Yan‐Zhen Zheng;E. M. Pineda;M. Helliwell;R. Winpenny
  • 通讯作者:
    Yan‐Zhen Zheng;E. M. Pineda;M. Helliwell;R. Winpenny
Magnetic Cooling at a Single Molecule Level: a Spectroscopic Investigation of Isolated Molecules on a Surface
  • DOI:
    10.1002/adma.201205257
  • 发表时间:
    2013-05-28
  • 期刊:
  • 影响因子:
    29.4
  • 作者:
    Corradini, Valdis;Ghirri, Alberto;Affronte, Marco
  • 通讯作者:
    Affronte, Marco
Quantum signatures of a molecular nanomagnet in direct magnetocaloric measurements.
  • DOI:
    10.1038/ncomms6321
  • 发表时间:
    2014-10-22
  • 期刊:
  • 影响因子:
    16.6
  • 作者:
    Sharples, Joseph W.;Collison, David;McInnes, Eric J. L.;Schnack, Juergen;Palacios, Elias;Evangelisti, Marco
  • 通讯作者:
    Evangelisti, Marco
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    $ 43万
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