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Einzelmolekülmagnet

Einzelmolekülmagnet. Anna Kollath AC V Hauptseminar WS 2010/11. Inhalt. Geschichtliche Entwicklung Was ist ein Einzelmolekülmagnet? Aufbringung an Oberflächen Anwendungen. Geschichtliche Entwicklung. Änderung des Einsatzgebietes zum Informationsspeicher → Miniaturisierung.

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Einzelmolekülmagnet

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Presentation Transcript

  1. Einzelmolekülmagnet Anna Kollath AC V Hauptseminar WS 2010/11

  2. Inhalt • Geschichtliche Entwicklung • Was ist ein Einzelmolekülmagnet? • Aufbringung an Oberflächen • Anwendungen

  3. Geschichtliche Entwicklung • Änderung des Einsatzgebietes zum Informationsspeicher → Miniaturisierung

  4. Geschichtliche Entwicklung • Entdeckung von Molekularen Magneten: meist Cluster mit Übergangsmetallzentren und organ. Resten/freien Radikalen, die für eine Magnetisierung eine Wechselwirkung mit anderen Molekülen brauchen → Fernordnung

  5. Geschichtliche Entwicklung • 1993: erstmalige Entdeckung eines Einzelmolekülmagneten ( Mn12) • 1998: Aufbringung einer dünnen Schicht auf eine Oberfläche • 2003: einzelne Mn12-Cluster auf Filmoberfläche

  6. Was ist ein Einzelmolekülmagnet • Cluster: Übergangsmetallzentren und organische Reste/freie Radikale • Mn12 Cluster: 8 äußere MnIII 4 innere MnIVorgan. Reste

  7. Was ist ein Einzelmolekülmagnet • Langsame magnetische Relaxationszeit →großer Spin-Grundzustand →Barriere für Spin-Umkehr wenn externes Magnetfeld entfernt wird bei tiefen T

  8. Was ist ein Einzelmolekülmagnet • Hystereskurve: Stufen bei def. Feldern

  9. Was ist ein Einzelmolekülmagnet • An den Stufen existieren Levelpaare mit gleicher Energie →Tunneln nur zwischen gleichen Energieniveaus →bei Hn: (-M+n)-Zustand trifft +M-Zustand

  10. Was ist ein Einzelmolekülmagnet • Magnetische axiale Anisotropie →Jahn-Teller-Verzerrung →vektorielle Projektion von einzelnen Ionen- anisotropien auf den Grundzustand S=10

  11. Was ist ein Einzelmolekülmagnet • Magnetismus ist unabhängig von anderen Molekülen →keine Fernordnung • BlockingTemperature: →T > Tblock: Superparamagnetismus →T< Tblock: ∆E groß genug um Spin- umkehr zu verhindern, Informations- speicherung möglich

  12. Aufbringen an Oberflächen • Vers. Methoden für Mn12 SMMs: 1) Ablagerung funktionalisierter Cluster in Lösung auf Oberflächen 2) Funktionalisierung von Cluster/ Oberfläche 3) Physikalische Methoden 4) Einbau in dünne Nanokompositfilme

  13. Aufbringen auf Oberflächen • →1) – breath-figures Methode: •Wassertropfen als Template •Mn12 und CH2Cl2 als Lösungsmittel •HOPG Oberfläche

  14. Aufbringen auf Oberflächen • - LCW Methode: •LithographicallyControlledWettingMethod•Ablagerung mit Hilfe eines Stempels •Stempel mit Moleküllösung berührt flüssige Oberfläche •positive molekulare Replika des Stempels auf der Oberfläche

  15. Aufbringen auf Oberflächen • →2) Funktionalisierte Cluster: • Cluster mit funktionalisierten Carboxyl-gruppen • Verbesserte chemische Stabilität

  16. Aufbringen auf Oberflächen • Funktionalisierte Oberfläche:

  17. Aufbringen auf Oberflächen • Funktionalisierung von Cluster und Oberfläche: • Elektrostatische WW zwischen pos. Mn12 Clustern und neg. Oberfläche

  18. Aufbringen auf Oberflächen • → 3) - Laser Ablation: • Materialentfernung von fester Oberfläche durch Laserbestrahlung und Transport durch Vakuum – Photolitographische Methode: • Film-Muster auf Si/SiO2-Oberfläche

  19. Aufbringen auf Oberflächen • → 4) Einbau in dünne Nanokompositfilme: • 2 Schritte: •Polymer/Cluster-Lsg. wird auf Glassubstrat aufgebracht •Quellung des Polymernetzwerkes

  20. Anwendungen • Floppy disks • Harddrives • Tapes • DVD • High speedComputer → ein Molekül = ein Bit Information Temperaturproblem !

  21. Literaturverzeichnis • http://sandisk.de/Assets/File/Downloads/photos/retail/Blue_SD_1GB.jpg,08.01.11 um 22:57. • http://forum.bauforum24.biz/forum/uploads/post-1166-1215781679_thumb.jpg, 08.01.11 um 22:52 • Prof. Dr. B. Weber, Vorlesungsskript, Aktuelle Forschungsthemen in der Anorganischen Chemie, Universität Bayreuth. • D. Gatteschi, Single moleculemagnets: a newclassofmagneticmaterials, Journal ofAlloysandCompounds 317-318 (2001), S.8-12. • J. Gó´mez-Segura, J. Veciana, D. Ruiz-Molina, Advances on thenanostructurationofmagneticmolecules on surfaces-thecaseofsinglemoleculemagnets (SMM), The Royal Society of Chemistry (2007), S.3699-3707. • D. Ruiz-Molina, G. Christou, D. N. Hendrickson, Single-Molecule Magnets, Molecular Crystals and Liquid Crystals 343 (2000), S. 17-27.

  22. Vielen Dank für die Aufmerksamkeit!

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