Organisations d'aimants moléculaires au sein de réseaux inorganiques et de coordination : synthèse, structure et propriétés.

Face à la masse croissante de données, le stockage d'informations est devenu un enjeu d'importance capitale. Dans le domaine de l'adressage magnétique de l'information, la découverte de complexes de coordination se comportant comme des aimants classiques a réellement suscité un vif intérêt. Ces aimants moléculaires (moléculeaimant ou chaîne-aimant) montrent des hystérésis magnétiques leur conférant un effet mémoire, laissant entrevoir la possibilité d'adresser un bit d'information sur une molécule. Ainsi, la conception et l'étude des propriétés physiques de nouveaux composés à base d'aimants moléculaires sont devenues le centre de nombreux travaux de recherche à travers le monde. La mise en forme de ces objets en vue d'applications futures dans des dispositifs technologiques est également un sujet en plein essor. Dans le contexte actuel, le travail présenté ici reprend ces deux aspects. Une première partie est dédiée à l'organisation unidimensionnelle d'aimants moléculaires dans des silices mésoporeuses de type MCM-41 et SBA-15. Le travail présenté montre clairement toutes les difficultés de conception et d'étude de tels matériaux hybrides magnétiques. Les premiers résultats obtenus indiquent que les molécules-aimants sont détruites lors de l'insertion dans la silice. Toutefois, la mise en place d'un protocole de synthèse et de caractérisation efficace de tels matériaux est très prometteuse et laisse la voie ouverte à de nouvelles perspectives dans ce domaine. La deuxième partie concerne la synthèse de nouveaux aimants moléculaires et leur utilisation pour former des réseaux de coordination 1D et 2D. La stratégie employée a permis l'obtention de nouvelles molécules-aimants dont l'étude magnétique a révélé des phénomènes quantiques rares tels les «interférences de phases» ou l'«exchange-bias quantum tunnelling». également sept réseaux unidimensionnels et deux composés bidimensionnels ont été synthétisés. L'étude détaillée des propriétés magnétiques de trois de ces réseaux unidimensionnels composés de molécules-aimants en interaction antiferromagnétique, a montré des comportements très intéressants. D'une part, pour la première fois la relaxation lente de l'aimantation a été mise en évidence dans ce type de systèmes. D'autre part, fait encore inédit, l'analyse de cette relaxation montre clairement la polydispersité en taille de ces chaînes magnétiques. L'étude préliminaire des propriétés magnétiques des autres réseaux de molécules-aimants permet d'ores et déjà de montrer qu'ils possèdent des comportements atypiques.With the constant increase of data volume, the storage of information became an important issue. In this field of research, the discovery of coordination complexes behaving like traditional magnets really aroused a great deal of interest. These molecular magnets (Single-Molecule Magnet or Single-Chain Magnet) show magnetic hysteresis and thus a memory effect opening the possibility to address one bit of information on a single molecular object. Therefore, the design of new materials with original physical properties based on molecular magnets became the focus of many researches around the world. The use of these magnetic objects for future applications in technological devices is also a major trend of research. In this context, the work presented here includes these two aspects. A first part is dedicated to the one-dimensional organisation of molecular magnets into mesoporous silicas (MCM-41 and SBA-15 types). Our results clearly demonstrate all the difficulties to prepare and to study such magnetic hybrid materials. We showed that manganese-based single-molecule magnets are destroyed during their insertion into mesoporous silica. However, the use of a new synthetic protocol and a detailed characterization of these hybrid materials give encouraging results and open new perspectives for future researches in this field. The second part discusses the synthesis of new molecular magnets and their use to form 1D and 2D coordination networks. The employed strategy led to new molecular magnets that display rare quantum phenomena such as «quantum phase interference» or «exchange-bias quantum tunnelling». Also seven one-dimensional networks and two twodimensional materials were synthesized. Three of these one-dimensional networks composed of antiferromagnetically coupled single-molecule magnets, show very interesting and unique magnetic properties. For the first time, slow relaxation of magnetisation was observed in this type of one-dimensional compounds. In addition, the analysis of their magnetic relaxation clearly highlighted the polydispersity in term of chain length. The preliminary magnetic study of the other single-molecule magnets based materials reveals that they possess original properties

Glauber dynamics in a single-chain magnet: From theory to real systems

The Glauber dynamics is studied in a single-chain magnet. As predicted, a single relaxation mode of the magnetization is found. Above 2.7 K, the thermally activated relaxation time is mainly governed by the effect of magnetic correlations and the energy barrier experienced by each magnetic unit. This result is in perfect agreement with independent thermodynamical measurements. Below 2.7 K, a crossover towards a relaxation regime is observed that is interpreted as the manifestation of finite-size effects. The temperature dependences of the relaxation time and of the magnetic susceptibility reveal the importance of the boundary conditions.Comment: Submitted to PRL 10 May 2003. Submitted to PRB 12 December 2003; published 15 April 200

Organisations d'aimants moléculaires au sein de réseaux inorganiques et de coordination : synthèse, structure et propriétés.

With the constant increase of data volume, the storage of information became an important issue. In this field of research, the discovery of coordination complexes behaving like traditional magnets really aroused a great deal of interest. These molecular magnets (Single-Molecule Magnet or Single-Chain Magnet) show magnetic hysteresis and thus a memory effect opening the possibility to address one bit of information on a single molecular object. Therefore, the design of new materials with original physical properties based on molecular magnets became the focus of many researches around the world. The use of these magnetic objects for future applications in technological devices is also a major trend of research. In this context, the work presented here includes these two aspects. A first part is dedicated to the one-dimensional organisation of molecular magnets into mesoporous silicas (MCM-41 and SBA-15 types). Our results clearly demonstrate all the difficulties to prepare and to study such magnetic hybrid materials. We showed that manganese-based single-molecule magnets are destroyed during their insertion into mesoporous silica. However, the use of a new synthetic protocol and a detailed characterization of these hybrid materials give encouraging results and open new perspectives for future researches in this field. The second part discusses the synthesis of new molecular magnets and their use to form 1D and 2D coordination networks. The employed strategy led to new molecular magnets that display rare quantum phenomena such as "quantum phase interference" or "exchange-bias quantum tunnelling". Also seven one-dimensional networks and two twodimensional materials were synthesized. Three of these one-dimensional networks composed of antiferromagnetically coupled single-molecule magnets, show very interesting and unique magnetic properties. For the first time, slow relaxation of magnetisation was observed in this type of one-dimensional compounds. In addition, the analysis of their magnetic relaxation clearly highlighted the polydispersity in term of chain length. The preliminary magnetic study of the other single-molecule magnets based materials reveals that they possess original properties.Face à la masse croissante de données, le stockage d'informations est devenu un enjeu d'importance capitale. Dans le domaine de l'adressage magnétique de l'information, la découverte de complexes de coordination se comportant comme des aimants classiques a réellement suscité un vif intérêt. Ces aimants moléculaires (Single-Molecule ou Single-Chain Magnet) montrent des hystérésis magnétiques leur conférant un effet de mémoire, laissant entrevoir la possibilité d'adresser un bit d'information à une molécule. Ainsi, la conception et l'étude des propriétés physiques de nouveaux composés à base d'aimants moléculaires sont devenues le centre de nombreux travaux de recherche à travers le monde. La mise en forme de ces objets en vue d'applications futures dans des dispositifs technologiques est également un sujet en plein essor. Dans le contexte actuel, le travail présenté ici reprend ces deux aspects. Une première partie est dédiée à l'organisation unidimensionnelle d'aimants moléculaires dans des silices mésoporeuses de type MCM-41 et SBA-15. Le travail présenté montre clairement toutes les difficultés de conception et d'étude de tels matériaux hybrides magnétiques. Les premiers résultats obtenus indiquent que les molécules-aimants sont détruites lors de l'insertion dans la silice. Toutefois, la mise en place d'un protocole de synthèse et de caractérisation efficace de tels matériaux est très positive et laisse la voie ouverte à de nombreuses nouvelles recherches dans ce domaine. La deuxième partie concerne la synthèse de nouveaux aimants moléculaires et leur utilisation pour former des réseaux de coordination 1D et 2D. La stratégie employée a permis l'obtention de nouvelles molécules-aimants dont l'étude magnétique a révélé des phénomènes quantiques rares tels les interférences de phases ou l'"exchange-bias quantum tunnelling". Egalement sept réseaux unidimensionnels et deux composés bidimensionnels ont été synthétisés. L'étude détaillée des propriétés magnétiques de trois de ces réseaux unidimensionnels composés de molécules-aimants en interaction antiferromagnétique, a montré des comportements très intéressants. D'une part, pour la première fois la relaxation lente de l'aimantation a été mise en évidence dans des composés antiferromagnétiques. D'autre part, fait encore inédit, l'analyse de cette relaxation montre clairement la polydispersité en taille des chaînes. L'étude préliminaire des propriétés magnétiques des autres réseaux de molécules-aimants permet d'ores et déjà de montrer qu'ils possèdent des comportements atypiques

Organisations d'aimants moléculaires au sein de réseaux inorganiques et de coordination (synthèse, structure et propriétés)

Face à la masse croissante de données, le stockage d'informations est devenu un enjeu d'importance capitale. Dans le domaine de l'adressage magnétique de l'information, la découverte de complexes de coordination se comportant comme des aimants classiques a réellement suscité un vif intérêt. Ces aimants moléculaires (molécule-aimant ou chaîne-aimant) montrent des hystérésis magnétiques leur conférant un effet mémoire, laissant entrevoir la possibilité d'adresser un bit d'information sur une molécule. Ainsi, la conception et l'étude des propriétés physiques de nouveaux composés à base d'aimants moléculaires sont devenues le centre de nombreux travaux de recherche à travers le monde. La mise en forme de ces objets en vue d'applications futures dans des dispositifs technologiques est également un sujet en plein essor. Dans le contexte actuel, le travail présenté ici reprend ces deux aspects. Une première partie est dédiée à l'organisation unidimensionnelle d'aimants moléculaires dans des silices mésoporeuses de type MCM-41 et SBA-15. Le travail présenté montre clairement toutes les difficultés de conception et d'étude de tels matériaux hybrides magnétiques. Les premiers résultats obtenus indiquent que les molécules-aimants sont détruites lors de l'insertion dans la silice. Toutefois, la mise en place d'un protocole de synthèse et de caractérisation efficace de tels matériaux est très prometteuse et laisse la voie ouverte à de nouvelles perspectives dans ce domaine. La deuxième partie concerne la synthèse de nouveaux aimants moléculaires et leur utilisation pour former des réseaux de coordination 1D et 2D. La stratégie employée a permis l'obtention de nouvelles molécules-aimants dont l'étude magnétique a révélé des phénomènes quantiques rares tels les "interférences de phases" ou l'"exchange-bias quantum tunnelling". Également sept réseaux unidimensionnels et deux composés bidimensionnels ont été synthétisés. L'étude détaillée des propriétés magnétiques de trois de ces réseaux unidimensionnels composés de molécules-aimants en interaction antiferromagnétique, a montré des comportements très intéressants. D'une part, pour la première fois la relaxation lente de l'aimantation a été mise en évidence dans ce type de systèmes. D'autre part, fait encore inédit, l'analyse de cette relaxation montre clairement la polydispersité en taille de ces chaînes magnétiques. L'étude préliminaire des propriétés magnétiques des autres réseaux de molécules-aimants permet d'ores et déjà de montrer qu'ils possèdent des comportements atypiques.BORDEAUX1-BU Sciences-Talence (335222101) / SudocSudocFranceF

Synthesis and characterization of multi-wall silica nanospheres

Multi-wall silica nanospheres have been synthesized from non-ionic surfactant, and TEOS as precursor under acidic and reflux conditions. The wall-to-wall distance inside the "onion-like" texture is close to 10 nm while the nanoscale objects depict polydisperse particle sizes ranging from 80 to 300 nm. Nitrogen physisorption measurement demonstrates a Brunauer-Emmet-Teller (BET) surface area of 691 m2 g-1 associated to a total pore volume of 0.8 cm3g-1

Synthesis, structure and magnetism of new polynuclear transition metal aggregates assembled with Schiff-base ligand and anionic N-donor ligands

Three new polynuclear aggregates [Co6(sae)4(N3)6(MeO)2(MeOH)2]0.5H2O (1) [Mn4O(sae)4(C(CN)3) (MeOH)3](NO3)MeOH (2) and [NaFe6(sae)6(MeO)6] (N(CN)2)H2O (3) have been synthesized with mixed ligands of Schiff-base (salicylidene-2-ethanolamine, H2sae) and various anionic N-donor ligands (N3, N(CN)2 or C(CN)3) and transition metal salts in methanol solution. Crystallographic data for 1: trigonal, R3, a = 26.113(4) Å, b = 26.113(4) Å, c = 20.689(4) Å, c = 120, V = 12,218(3) Å3, Z = 9, R1(wR2) = 0.0753 (0.2176); for 2: orthorhombic, Pna21, a = 20.746(4) Å, b = 13.357(3) Å, c = 17.992(4) Å, V = 4985.6(2) Å3, Z = 4, R1(wR2) = 0.0357(0.0969); for 3: monoclinic, C2/c, a = 30.311(6) Å, b = 12.452(3) Å, c = 20.789(4) Å, b = 94.75(3), V = 7820(3) Å3, Z = 4, R1(wR2) = 0.0773(0.2299). Compound 1 exhibits a new rod-like [CoIII 4 CoII 2] structural feature. Compound 2 contains an unusual tetranuclear [MnIII 4 ] cationic core. Compound 3 possesses awell-knowncircle-like [FeIII 6 ] unit encapsulated a central sodiumcation.Magnetic properties of these compounds have been studied revealing the presence of (i) intra-molecular antiferromagnetic interactions in 2 and 3 that induce an overall ST = 0 ground state and (ii) CoII–CoII ferromagnetic interactions in complex

A Mixed-valent Heterometallic [Mn4Co4] Complex from Reductive Rearrangement of a [Mn4] Single-Molecule Magnet

The synthesis, crystal structure and magnetic properties of the mixed-metal aggregate [Mn4Co4(hmp)6(pic)9(H2O)2(OH)]- (ClO4)3·xH2O·yCH3CN (3·xH2O·yCH3CN) are reported. This complex was prepared by the reaction of a [Mn4] single-molecule magnet and a cobalt monomeric complex, [Co(pic)2(H2O)2]·2H2O (1). Complex 3 crystallizes in the triclinic P1¯ space group and con-sists of a cationic [MnII 4CoIII 3CoII] octaheteronuclear complex that possesses a symmetric equilateral triangle-based pyramid core with a cobalt main base and a manganese minor base

Critical temperature of the LIESST effect in a series of hydrated and anhydrous complex salts [Fe(bpp)2]X2

The magnetic properties of aseries of hydrated and dehydrated spin crossover compounds derived from the 2,6-bis(pyrazol-3-yl)pyridine (bpp) ligand have been reinvestigated and the light-induced crossover studied at 10 K. The capacity of a compound to retain the light-induced HS information has been estimated through the determination of the T(LIESST). The position of each compound in the T(LIESST)-T1/2 diagram has been analyzed and the effect of the nature of the salt, hydration degree and cooperativity have been discussed