Air-stable redox-active nanomagnets with lanthanide spins radical-bridged by a metal–metal bond

Publikation: Beitrag in FachzeitschriftForschungsartikelBeigetragenBegutachtung

Beitragende

  • Fupin Liu - , Leibniz-Institut für Festkörper- und Werkstoffforschung Dresden (Autor:in)
  • Georgios Velkos - , Professur für Experimentelle Festkörperphysik (gB/IFW), Leibniz-Institut für Festkörper- und Werkstoffforschung Dresden (Autor:in)
  • Denis S. Krylov - , Leibniz-Institut für Festkörper- und Werkstoffforschung Dresden (Autor:in)
  • Lukas Spree - , Leibniz-Institut für Festkörper- und Werkstoffforschung Dresden (Autor:in)
  • Michal Zalibera - , Slovak University of Technology (Autor:in)
  • Rajyavardhan Ray - , Dresden Center for Computational Materials Science (DCMS), Leibniz-Institut für Festkörper- und Werkstoffforschung Dresden (Autor:in)
  • Nataliya A. Samoylova - , Leibniz-Institut für Festkörper- und Werkstoffforschung Dresden (Autor:in)
  • Chia Hsiang Chen - , Leibniz-Institut für Festkörper- und Werkstoffforschung Dresden (Autor:in)
  • Marco Rosenkranz - , Leibniz-Institut für Festkörper- und Werkstoffforschung Dresden (Autor:in)
  • Sandra Schiemenz - , Leibniz-Institut für Festkörper- und Werkstoffforschung Dresden (Autor:in)
  • Frank Ziegs - , Leibniz-Institut für Festkörper- und Werkstoffforschung Dresden (Autor:in)
  • Konstantin Nenkov - , Leibniz-Institut für Festkörper- und Werkstoffforschung Dresden (Autor:in)
  • Aram Kostanyan - , Universität Zürich (Autor:in)
  • Thomas Greber - , Universität Zürich (Autor:in)
  • Anja U.B. Wolter - , Leibniz-Institut für Festkörper- und Werkstoffforschung Dresden (Autor:in)
  • Manuel Richter - , Leibniz-Institut für Festkörper- und Werkstoffforschung Dresden, Technische Universität Dresden (Autor:in)
  • Bernd Büchner - , Professur für Experimentelle Festkörperphysik (gB/IFW), Leibniz-Institut für Festkörper- und Werkstoffforschung Dresden (Autor:in)
  • Stanislav M. Avdoshenko - , Leibniz-Institut für Festkörper- und Werkstoffforschung Dresden (Autor:in)
  • Alexey A. Popov - , Leibniz-Institut für Festkörper- und Werkstoffforschung Dresden (Autor:in)

Abstract

Engineering intramolecular exchange interactions between magnetic metal atoms is a ubiquitous strategy for designing molecular magnets. For lanthanides, the localized nature of 4f electrons usually results in weak exchange coupling. Mediating magnetic interactions between lanthanide ions via radical bridges is a fruitful strategy towards stronger coupling. In this work we explore the limiting case when the role of a radical bridge is played by a single unpaired electron. We synthesize an array of air-stable Ln 2 @C 80 (CH 2 Ph) dimetallofullerenes (Ln 2 = Y 2 , Gd 2 , Tb 2 , Dy 2 , Ho 2 , Er 2 , TbY, TbGd) featuring a covalent lanthanide-lanthanide bond. The lanthanide spins are glued together by very strong exchange interactions between 4f moments and a single electron residing on the metal–metal bonding orbital. Tb 2 @C 80 (CH 2 Ph) shows a gigantic coercivity of 8.2 Tesla at 5 K and a high 100-s blocking temperature of magnetization of 25.2 K. The Ln-Ln bonding orbital in Ln 2 @C 80 (CH 2 Ph) is redox active, enabling electrochemical tuning of the magnetism.

Details

OriginalspracheEnglisch
Aufsatznummer571
FachzeitschriftNature communications
Jahrgang10
Ausgabenummer1
PublikationsstatusVeröffentlicht - 1 Dez. 2019
Peer-Review-StatusJa

Externe IDs

PubMed 30718550