Международная группа учёных из Федерального исследовательского центра проблем химической физики и медицинской химии Российской академии наук и Гейдельбергского университета (Германия) изучила, как замена лигандов в комплексах эрбия (Er³⁺) влияет на их магнитные свойства. Результаты исследования опубликованы в Chemistry – A European Journal.

Исследование сосредоточено на соединениях с редкой геометрией: пентагонально-бипирамидальные комплексы ионов эрбия(III) Er(DAPMBH/H₂DAPS)X с различными апикальными лигандами (X = (H₂O)Cl, (CH₃OH)N₃, Cl₂), изучаемые с помощью высокочастотной/высокопольной электронной парамагнитной резонансной спектроскопии (HF-EPR). Основная цель работы — экспериментальное определение параметров магнитной анизотропии, таких как эффективные g-тензоры и расщепление нулевого поля для низкоэнергетических Крамеровских дублетов, а также их связь с поведением магнитной релаксации.

Учёные не только сравнили эксперимент с теорией, но и верифицировали точность численных методов (включая ab initio) для подобных систем, подтвердив важность осевой симметрии g-тензора для проявления свойств одноионных магнитов (SIM). Также было установлено, что быстрая магнитная релаксация в комплексе с двумя хлоридными лигандами обусловлена термически активированным квантовым туннелированием через низкоэнергетические возбуждённые состояния. Полученные данные позволили разрешить противоречия между теоретическими предсказаниями и экспериментальными измерениями для аналогичных систем.

Работа демонстрирует, как точное управление координационной геометрией вокруг ионов лантанидов может способствовать созданию молекулярных магнитов с улучшенными характеристиками, перспективными для применения в высокопроизводительных устройствах хранения данных и квантовых вычислениях.

Источник: ФИЦ ПХФ и МХ РАН.