Введение к работе
Актуальность темы. Область молекулярных магнетиков принадлежит к одному из интенсивно развивающихся в теоретическом и экспериментальном аспектах разделов магнетохимии. Современный технический прогресс требует для разработки новых устройств и совершенствования имеющихся изделий постоянного расширения элементной базы. Многие технологические процессы, которые можно условно назвать процессами «физического дробления» до малых (наноразмерных) частиц столкнулась с рядом принципиально неразрешимых проблем (соотношение поверхность/объем, разрыв свойств на границах раздела и т.д.), откуда и возникла задача сборки уже готового изделия прямо из отдельных молекул. При этом возможность управления макроскопическим свойством должна быть уже заложена в структуру отдельных молекул, т.е. в микроструктуру соединения. В плане химического разнообразия круг магнитных материалов достаточно ограничен. Это ряд металлов, их сплавов, солей и преимущественно оксидных систем. В тоже время актуальные технологические задачи требуют наличия широкого набора магнитных материалов значительно более легких, по сравнению с имеющимися, прозрачных и не проводящих электрический ток Выполнению этих условий соответствует насыщение магнитно-активных веществ компонентами органической природы. Введение органического компонента в состав соединения открывает практически безграничные возможности в структурной функционализации соединений и, следовательно, в управляемом воздействии на пространственную и электронную структуру соединений, отражающуюся на макроскопических магнитных свойствах вещества. При этом особый интерес вызывает исследование монокристаллических объектов. Такие исследования чрезвычайно важны не только в силу своей фундаментальной значимости, но и для последующей разработки новых устройств, включающих в качестве составных элементов монокристаллы молекулярных магнетиков.
Дели работы. Систематическое изучение магнитных свойств монокристаллов гетеросшшовых молекулярных магнетиков на основе координационных соединений Си(П), №(П) и Со(П) со стабильными нитроксильными радикалами 3-имидазолинового ряда, обладающие ферромагнитным, антиферромагнитным и слабоферромагнитным упорядочением.
Научная новизна. Впервые на монокристаллах комплексных соединений Cu(II), Ni(II) и Со(П) со стабильными радикалами проведено изучение анизотропии магнитных свойств данного класса гетероспиновых систем. Построены магнитные фазовые диаграммы.
Исследовано ферромагнитное упорядочение в новой группе гетероспиновых соединений - комплексах Си(П) с нитрильными производными 3-имидазолинового радикала.
Впервые в ряду соединений металлов с органическими радикалами обнаружен гетероспиновый комплекс, имеющий метамагнитный переход из антиферромагнитного состояния со слабым ферромагнетизмом в ферромагнитное.
Изучена серия твердых растворов на основе гетероспиновых комплексов №(П) и Со(П) с 3-имидазолиновым нитроксилом, обладающих антиферромагнитным упорядочением.
Практическая значимость заключается в получении новых данных о магнитном поведении гетероспиновых систем, которые важны для разработки синтеза молекулярных ферромагнетиков, понимания мапштно-сгруктурных корреляций, присущих магнетикам этого класса, и последующего создания новых магнитных материалов.
На защиту выносятся:
разработка теоретического описания магнитной восприимчивости гетероспиновых кластеров;
результаты исследования анизотропии магнитных свойств монокристаллов комплексов Си(П), №(П) и Со(П) со стабильными нитроксильными радикалами;
анализ кристалломагаитных структур данных соединений;
модель для объяснения экспериментально наблюдаемых величин намагниченности насыщения в комплексах Си(П);
изучение антиферромагнитного перехода в гетерометаллическом твердом растворе.
Апробация работы. Основные результаты работы докладывались на VI Международной конференции по молекулярным магнетикам (Seignosse, Франция, 1998г.), на VU Международной конференции по молекулярным магнетикам (San Antonio, СІЛА, 2000г.) и на Международных научных конференциях «Студент и научно-технический прогресс» (Новосибирск 1997,1998, 1999).
Публикации. По теме диссертации опубликовано 4 статьи, 3 тезисов докладов.
Структура и объем работы. Диссертация состоит из введения, литературного обзора, экспериментальной части, раздела результатов и
их обсуждения, выводов и списка цитированной литературы (102 наименования); изложена на 105 страницах, включая 57 рисунков и 10 таблиц.