Carbon cage isomers and magnetic Dy⋯Dy interactions in Dy2O@C88 and Dy2C2@C88 metallofullerenes

Publikation: Beitrag in FachzeitschriftForschungsartikelBeigetragenBegutachtung

Beitragende

  • Wei Yang - , Professur für Molekulare Funktionsmaterialien (cfaed), Leibniz-Institut für Festkörper- und Werkstoffforschung Dresden, Soochow University (Autor:in)
  • Georgios Velkos - , Professur für Experimentelle Festkörperphysik (gB/IFW), Leibniz-Institut für Festkörper- und Werkstoffforschung Dresden (Autor:in)
  • Svetlana Sudarkova - , Leibniz-Institut für Festkörper- und Werkstoffforschung 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)
  • Fupin Liu - , Leibniz-Institut für Festkörper- und Werkstoffforschung Dresden (Autor:in)
  • Alexey A. Popov - , Leibniz-Institut für Festkörper- und Werkstoffforschung Dresden (Autor:in)
  • Ning Chen - , Soochow University (Autor:in)

Abstract

Three isomers of Dy2O@C88 and two isomers of Dy2C2@C88 were synthesized and structurally characterized by single-crystal X-ray diffraction, vibrational spectroscopy, and DFT calculations. Both types of clusterfullerenes feature 4-fold electron transfer to the carbon cage, thus resulting in the same carbon cage isomers identified as C1(26), Cs(32), and D2(35). The studies of Dy⋯Dy superexchange interactions in Dy2O and Dy2C2 clusters revealed that the O2− bridge favors antiferromagnetic coupling whereas the acetylide group C22− supports ferromagnetic coupling of Dy magnetic moments. The strength of the coupling showed a considerable variability in different cage isomers. All metallofullerenes exhibited slow relaxation of magnetization and magnetic hysteresis. In Dy2O@C88 isomers the hysteresis remained open up to 7-9 K, while in Dy2C2@C88 the hysteresis loops were closed already at 2.5 K. This study demonstrated that both the endohedral bridge between metal atoms and the fullerene cage play an important role in magnetic interactions and relaxation of magnetization.

Details

OriginalspracheEnglisch
Seiten (von - bis)5805-5819
Seitenumfang15
FachzeitschriftInorganic chemistry frontiers
Jahrgang9
Ausgabenummer22
PublikationsstatusVeröffentlicht - 26 Sept. 2022
Peer-Review-StatusJa

Schlagworte

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