Hyperjemné interakce a magnetické uspořádání v metaloorganické síti ICR-5

Abstract

The metallo-organic framework ICR-5 comprises biphenylene-4,4'-bis (methylphosphinic acid) as a linker and iron ions arranged into 1D spin ladders (chains). These ladders form planes interconnected only by Van der Waals forces. Surrounding each iron ion are five oxygen atoms, creating a highly distorted tri- gonal bipyramid configuration arround iron ions. Magnetic arrangement within the framework of ICR-5 was investigated through Mössbauer spectroscopy and SQUID magnetometer measurements of magnetic properties at low temperatu- res. Depending on the magnitude of the magnetic field, the magnetic moments align either antiferromagnetically or ferromagnetically. At approximately 1.5 T, a metamagnetic transition into the ferromagnetic phase occurs. The weaker mag- netic interaction was accounted for as a perturbation of stronger quadrupole interaction of nuclei with electron shells by first-order perturbation theory. Tem- perature dependence of hyperfine parameters was determined using this approxi- mation and spectra acquired via Mössbauer spectroscopy. Measured isomer shifts and quadrupole splittings correspond to iron ions Fe2+ in high-spin state (S = 2). 1

Metalo-organická síť ICR-5 je tvořena linkerem z bifenylen-4,4'-bis (methylfosfinové) kyseliny a ionty železa uspořádanými do 1D spinových žebříků (řetízků) tvořících roviny, které jsou k sobě vázány pouze Van der Waalsovými vazbami. Tato železa jsou obklopena silně distortovanými trigonálními bipyra- midami tvořenými kyslíky. Pomocí metod Mössbauerovy spektroskopie a měření magnetických vlastností SQUID magnetometrem za nízkých teplot byla zkou- mána magnetická struktura těchto 1D spinových žebříků. V závislosti na velikosti externího magnetického pole se magnetické momenty při heliové teplotě uspořá- dávají buď antiferomagneticky, nebo feromagneticky. Při velikosti magnetického pole přibližně 1,5 T nastává metamagnetický přechod do feromagnetického stavu. Slabší magnetická interakce byla započtena jako porucha k silnější kvadrupólové interakci jader s elektronovým obalem stacionární poruchovou teorií prvního řádu. Z mössbauerovských spekter byla pak pomocí této aproximace určena teplotní zá- vislost hyperjemných parametrů. Velikosti izomerních posuvů a kvadrupólových štěpení odpovídají železu Fe2+ ve vysokospinovém stavu (S = 2). 1