Anna Kollath AC V Hauptseminar WS 2010/11

Präsentation zum Thema: "Anna Kollath AC V Hauptseminar WS 2010/11"—  Präsentation transkript:

1 Anna Kollath AC V Hauptseminar WS 2010/11
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: äußere MnIII innere MnIV organ. 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 Blocking Temperature: →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: •Lithographically Controlled Wetting Method •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 Temperaturproblem ! Floppy disks Hard drives Tapes DVD
High speed Computer → ein Molekül = ein Bit Information Temperaturproblem !

21 Literaturverzeichnis
ue_SD_1GB.jpg, um 22:57. _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.8-12. 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

22 Vielen Dank für die Aufmerksamkeit!