University of Jyväskylä | JYX Digital Repository

  • English  | Give feedback |
    • suomi
    • English
 
  • Login
JavaScript is disabled for your browser. Some features of this site may not work without it.
View Item 
  • JYX
  • Opinnäytteet
  • Pro gradu -tutkielmat
  • View Item
JYX > Opinnäytteet > Pro gradu -tutkielmat > View Item

Cyclopentadienyl-based lanthanoid complexes exhibiting magnetic and luminescence properties

Thumbnail
View/Open
22. Mb
Icon
30. Mb

Downloads:  
Show download detailsHide download details  
Authors
Barkas, Essi
Date
2021
Discipline
Epäorgaaninen kemiaInorganic Chemistry
Access restrictions


Part of the work has restricted access. Therefore the material can be read only at the archival workstation at Jyväskylä University Library reserved for the use of archival materials.
You can request a copy of this thesis here
Copyright
This publication is copyrighted. You may download, display and print it for Your own personal use. Commercial use is prohibited.

 
Tässä tutkielmassa tutustutaan yhdisteisiin, joilla on sekä mielenkiintoisia magneettisia että optisia ominaisuuksia. Lisäksi perehdytään yhdisteiden rakenteen, magneettisten ja optisten ominaisuuksien väliseen suhteeseen. Tutkielman koostuu sekä kirjallisesta että kokeellisesta osasta. Kirjallisessa osassa perehdytään yksittäismolekyylimagneetteihin ja luminesenssiin, sekä lantanoseeni-komplekseihin, joilla on edellä mainittuja ominaisuuksia. Kompleksien synteettiset, rakenteelliset ja fysikaalisten ominaisuuksien yksityiskohdat käydään läpi, jonka jälkeen perehdytään yhdisteisiin, joissa magneettiset ja optiset ominaisuudet ovat yhdistetty. Tällaiset optomagneettiset yhdisteet eivät kuitenkaan pohjaudu lantanoseeneihin, joten tutkielmassa esitellään muita lantanoideihin pohjautuvia komplekseja, joissaa hyödynnetään donori-atomeja sisältäviä ligandeja. Nämä kompleksit eivät kuitenkaan luo optimaalista ligandikenttää, minkä takia näiden kompleksien magneettiset ominaisuudet ovat huonompia kuin lantanoseeneilla. Vaikka yksittäismolekyylimagneettien suunnittelu on kehittynyt paljon viime vuosina, vain yksi lantanoseeni yksittäismolekyylimagneetti, joka säilyttää ominaisuutensa nestemäisen typen kiehumispisteen (77 K) yläpuolella, on olemassa. Tämä johtuu siitä, että sellaisten lantanoidi-kompleksien syntetisointi, joilla on optimaalinen ligandikenttä, on haastavaa, koska lantanoidit suosivat korkeita koordinaatiolukuja. Yleensä trivalenttiset lantanoidien kompleksit omaavat paremmat magneettiset ominaisuudet kuin divalenttiset, mutta tämä trendi on päinvastainen luminesenssin osalta. Tästä syystä optomagneettisten kompleksien synteesi vaatii hyviä antenni-ligandeja, jotka siirtävät energiaa lantanoidille vahvistaen sen luminesenssia. Tästä syystä aryyli-substituoidut syklopentadieeniligandit voisivat olla erittäin lupaavia lähtöaineita optomagneettisten yhdisteiden valmistuksessa. Kokeellinen osa keskittyy aryyli-substituoitujen syklopentadieenien yttrium-komplekseihin, sillä näiden ligandien rakenteelliset ominaisuudet voisivat vahvistaa sekä magneettisia että luminesenssi ominaisuuksia. Kokeellisessa osassa syntetisoitiin kaksi ligandia, jotka olivat 1,2,4-trifenyylisyklopenta-1,3-dieeni sekä 2-(2,3,4,5-tetrafenyylisyklopenta-2-4-dienyyli)-1-(p-tolyyli)hydratsoni. Molemmista rakenteista mitattiin yksittäiskide-röntgendiffraktion avulla kiderakenteet. Ligandit deprotonoitiin, jolloin niistä saatiin alkalisuoloja sekä kaliumin, että litiumin kanssa. Ligandien alkalisuolat etenkin litiumin tapauksessa olivat todella herkkiä, ja ne hajosivat hanskakaapissa muutaman viikon kuluessa. Yllä mainittuja deprotonoituja ligandeja käytettiin homoleptisten yttium-kompleksien synteeseissä. Myös sellaisia heteroleptisiä rakenteita pyrittiin syntetisoimaan, joissa toinen ligandi on aryyli-substituoitu ja toinen on alkyyli-substituoitu. Yhdestäkään kompleksista ei kuitenkaan saatu kiteistä tuotetta, minkä takia kiderakennetta ei voitu mitata. Jos halutut yhdisteet olisi saatu karakterisoitua täysin, niiden magneettisia ja luminesenssi ominaisuuksia olisi voitu mitata. Yksittäismolekyylimagneetteja voitaisiin tulevaisuudessa soveltaa esimerkiksi korkean tallennuskapasiteetin muisteissa, spintroniikassa sekä kvanttilaskennassa. Etenkin muistin tallennuksessa näistä molekulaarisista magneeteista voitaisiin hyötyä, sillä ne mahdollistavat erittäin pienien tallennuslevyjen valmistuksen. Lisäksi optimagneettisia yhdisteitä voitaisiin soveltaa optisten molekulaaristen termometrien suunnittelussa. ...
Keywords
single-molecule magnets optical thermometers lanthanoid complexes luminesenssi magneettiset ominaisuudet epäorgaaninen kemia kompleksiyhdisteet luminescence magnetic properties inorganic chemistry coordination complexes
URI

http://urn.fi/URN:NBN:fi:jyu-202109064788

Metadata
Show full item record
Collections
  • Pro gradu -tutkielmat [25559]

Related items

Showing items with similar title or keywords.

  • Asymmetric Ring Opening in Tetrazine‐based Ligand Affording a Tetranuclear Opto‐Magnetic Ytterbium Complex 

    Richardson, Paul; Marin, Riccardo; Zhang, Yixin; Gabidullin, Bulat; Ovens, Jeffrey; Moilanen, Jani O.; Murugesu, Muralee (Wiley-VCH Verlag, 2021)
    We report the formation of a tetranuclear lanthanide cluster, [Yb 4 (bpzch) 2 (fod) 10 ] ( 1 ), which occurs from a serendipitous ring opening of the functionalized tetrazine bridging ligand, bpztz (3,6‐dipyrazin‐2‐yl‐1, ...
  • Triplet-State Position and Crystal-Field Tuning in Opto‐Magnetic Lanthanide Complexes : Two Sides of the Same Coin 

    Gálico, Diogo A.; Marin, Riccardo; Brunet, Gabriel; Errulat, Dylan; Hemmer, Eva; Sigoli, Fernando A.; Moilanen, Jani; Murugesu, Muralee (Wiley-VCH Verlag, 2019)
    Lanthanide complex‐based luminescence thermometry and single‐molecule magnetism are two effervescent research fields, owing to the great promise they hold from an application standpoint. The high thermal sensitivity ...
  • Single-molecule magnet properties of a monometallic dysprosium pentalene complex 

    Kilpatrick, Alexander F. R.; Guo, Fu-Sheng; Day, Benjamin M.; Mansikkamäki, Akseli; Layfield, Richard A.; Cloke, F. Geoffrey N. (Royal Society of Chemistry, 2018)
    The pentalene-ligated dysprosium complex [(η8-Pn†)Dy(Cp*)] (1Dy) (Pn† = [1,4-(iPr3Si)2C8H4]2−) and its magnetically dilute analogue are single-molecule magnets, with energy barriers of 245 cm−1. Whilst the [Cp*]− ligand ...
  • Theoretical and computational studies of magnetic anisotropy and exchange coupling in molecular systems 

    Mansikkamäki, Akseli (University of Jyväskylä, 2018)
    The field of molecular magnetism studies the magnetic properties of molecular systems as opposed to conventional metal-based magnets. The high chemical modifiability of the constituting molecules makes such materials highly ...
  • Magnetic hysteresis up to 80 kelvin in a dysprosium metallocene single-molecule magnet 

    Guo, Fu-Sheng; Day, Benjamin M.; Chen, Yan-Cong; Tong, Ming-Liang; Mansikkamäki, Akseli; Layfield, Richard A. (American Association for the Advancement of Science, 2018)
    Single-molecule magnets (SMMs) containing only one metal center may represent the lower size limit for molecule-based magnetic information storage materials. Their current 15 drawback is that all SMMs require liquid-helium ...
  • Browse materials
  • Browse materials
  • Articles
  • Conferences and seminars
  • Electronic books
  • Historical maps
  • Journals
  • Tunes and musical notes
  • Photographs
  • Presentations and posters
  • Publication series
  • Research reports
  • Research data
  • Study materials
  • Theses

Browse

All of JYXCollection listBy Issue DateAuthorsSubjectsPublished inDepartmentDiscipline

My Account

Login

Statistics

View Usage Statistics
  • How to publish in JYX?
  • Self-archiving
  • Publish Your Thesis Online
  • Publishing Your Dissertation
  • Publication services

Open Science at the JYU
 
Data Protection Description

Accessibility Statement

Unless otherwise specified, publicly available JYX metadata (excluding abstracts) may be freely reused under the CC0 waiver.
Open Science Centre