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Anna Kollath AC V Hauptseminar WS 2010/11. Geschichtliche Entwicklung Was ist ein Einzelmolekülmagnet? Aufbringung an Oberflächen Anwendungen.

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Präsentation zum Thema: "Anna Kollath AC V Hauptseminar WS 2010/11. Geschichtliche Entwicklung Was ist ein Einzelmolekülmagnet? Aufbringung an Oberflächen Anwendungen."—  Präsentation transkript:

1 Anna Kollath AC V Hauptseminar WS 2010/11

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

3 Änderung des Einsatzgebietes zum Informationsspeicher Miniaturisierung

4 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 1993: erstmalige Entdeckung eines Einzelmolekülmagneten ( Mn12) 1998: Aufbringung einer dünnen Schicht auf eine Oberfläche 2003: einzelne Mn12-Cluster auf Filmoberfläche

6 Cluster: Übergangsmetallzentren und organische Reste/freie Radikale Mn12 Cluster: 8 äußere Mn III 4 innere Mn IV organ. Reste

7 Langsame magnetische Relaxationszeit großer Spin-Grundzustand Barriere für Spin-Umkehr wenn externes Magnetfeld entfernt wird bei tiefen T

8 Hystereskurve: Stufen bei def. Feldern

9 An den Stufen existieren Levelpaare mit gleicher Energie Tunneln nur zwischen gleichen Energieniveaus bei H n : (-M+n)-Zustand trifft +M-Zustand

10 Magnetische axiale Anisotropie Jahn-Teller-Verzerrung vektorielle Projektion von einzelnen Ionen- anisotropien auf den Grundzustand S=10

11 Magnetismus ist unabhängig von anderen Molekülen keine Fernordnung Blocking Temperature: T > T block : Superparamagnetismus T< T block : E groß genug um Spin- umkehr zu verhindern, Informations- speicherung möglich

12 Vers. Methoden für Mn 12 SMMs: 1) Ablagerung funktionalisierter Cluster in Lösungauf Oberflächen 2) Funktionalisierung von Cluster/ Oberfläche 3) Physikalische Methoden 4) Einbau in dünne Nanokompositfilme

13 1) – breath-figures Methode: Wassertropfen als Template Mn12 und CH 2 Cl 2 als Lösungsmittel HOPG Oberfläche

14 - LCW Methode: Lithographically Controlled Wetting Method Ablagerung mit Hilfe eines Stempels Stempel mit Moleküllösung berührt flüssige Oberfläche positive molekulare Replika des Stempels auf der Oberfläche

15 2) Funktionalisierte Cluster: Cluster mit funktionalisierten Carboxyl- gruppen Verbesserte chemische Stabilität

16 Funktionalisierte Oberfläche:

17 Funktionalisierung von Cluster und Oberfläche: Elektrostatische WW zwischen pos. Mn12 Clustern und neg. Oberfläche

18 3) - Laser Ablation: Materialentfernung von fester Oberfläche durch Laserbestrahlung und Transport durch Vakuum – Photolitographische Methode: Film-Muster auf Si/SiO 2 -Oberfläche

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

20 Floppy disks Hard drives Tapes DVD High speed Computer ein Molekül = ein Bit Information Temperaturproblem !

21 ue_SD_1GB.jpg, um 22: _thumb.jpg, um 22:52 Prof. Dr. B. Weber, Vorlesungsskript, Aktuelle Forschungsthemen in der Anorganischen Chemie, Universität Bayreuth. D. Gatteschi, Single molecule magnets: a new class of magnetic materials, Journal of Alloys and Compounds (2001), S J. Gó´mez-Segura, J. Veciana, D. Ruiz-Molina, Advances on the nanostructuration of magnetic molecules on surfaces-the case of single molecule magnets (SMM), The Royal Society of Chemistry (2007), S D. Ruiz-Molina, G. Christou, D. N. Hendrickson, Single- Molecule Magnets, Molecular Crystals and Liquid Crystals 343 (2000), S

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