Magnetism: molecules to materials IV

Broken symmetry approach in molecular compounds Magnets based on TCNE and TCNQ Prussian blue structured magnets Bimetallic magnets Chemical reactions in applied magnetic fields Dipolar interactions in low dimensional systems Nitroxide based magneto-engineering: Versatility and Perspectives Bioiorganic magnetic compounds Exact and approximate techniques for quantum magnetism in low-dimensions Zero-field splitting Scaling method applied to the study of correlations in molecular compounds Magnetic properties of grids Monte Carlo calculations applied to low dimensional systems Spin transition phenomena

Complexes de métaux de transition organisés dans des nanostructures lamellaires hybrides fonctionnelles

Ce travail de thèse a permis d élaborer de nouveaux matériaux hybrides organiques inorganiques multifonctionnels. Nous avons montré qu il était possible selon un mécanisme d échange anionique de fonctionnaliser l espace interlamellaire de matériaux lamellaires de type Hydroxydes Simples Lamellaires par des complexes de métaux de transition (complexes de phthalocyanines, bases de Schiff métallées et complexes polypyridine de ruthénium). Grace à la mise au point d une méthode de synthèse par voie indirecte, nous avons pu nous affranchir des nombreuses difficultés liées à l insertion-greffage de ces complexes. L insertion de tels complexes a permis de préciser le mécanisme de mise en ordre magnétique de ces matériaux hybrides. L insertion d une phthalocyanine de cuivre permet ainsi de disposer d une sonde paramagnétique dans l espace interlamellaire et par là, d évaluer le champ interne résultant de la mise en ordre du matériau. Enfin, nous avons pu accéder à de nouveaux aimants multifonctionnels, associant par exemple magnétisme et chiralité ou magnétisme et luminescence.This PhD work allowed to elaborate new multifunctionnal inorganic/organic hybrid materials. We showed that it was possible to functionalize the interlayer space of Layered Simple Hydroxides by transition metal complexes (phthalocyanine complexes, Schiff bas complexes and ruthenium polypyridine complexes) via an anionic exchange mechanism. We thus developed a new synthetic procedure, called indirect synthesis . We have succeeded to overcome the numerous difficulties linked to the insertion grafting of coordination complexes. The insertion of such complexes allowed to precise the mechanism of the magnetic ordering of theses hybrid materials. The insertion of copper phthalocyanine allows to benefit from an internal paramagnetic probe in-between the inorganic layers, and thus to evaluate the internal field resulting from the magnetic ordering of the material. Finally, with this approach, we have been able to obtain new functional magnets, combining magnetism and chirality, or magnetism and luminescence.STRASBOURG-Sc. et Techniques (674822102) / SudocSudocFranceF

Étude comparative des interactions d'échange au sein de groupements binucléaires du cuivre (II) isolés dans les composés [Cu, (PL, AMPh, H2O)] et CuTe2O5

International audienceThe magnetic susceptibility of the [Cu, (PL, AMPh, H2O)] and CuTe2O5 compounds has been determined as a function of temperature in the range 4,2-300 K..

Etude par spectrométrie de masse de la vaporisation par laser du graphite et du dioxyde d'uranium jusqu'à 4000k

Une nouvelle méthode de spectrométrie de masse (TOF MS) à haute température a été développée. La surface de l échantillon y est chauffée par laser pendant environ 20 ms, et température et spectres de masse sont mesurés en fonction du temps. Chaque expérience couvre tout un intervalle de température. Cette méthode a été appliquée au graphite pyrolytique et au dioxyde d uranium.L étude du graphite a clairement montré que la sublimation est de type Langmuir (ou surface libre), malgré les très hautes températures et pressions. Les pressions partielles relatives de C1, C2, C3, C4 et C5 ont été mesurées jusqu à 4100 K, ainsi que les enthalpies de sublimation des trois espèces principales de la vapeur. Les coefficients d évaporation relatifs de C1-C5 ont été estimés par comparaison des pressions partielles obtenues ici à 4000 K avec celles à l équilibre thermodynamique de la littérature.La courbe de pression de vapeur de UO2 au-dessus du dioxyde d uranium a été mesurée entre 2800 et 3400 K. Des enthalpies de sublimation et de vaporisation sont proposées pour UO2, ainsi qu une première valeur expérimentale de l enthalpie de vaporisation de UO3. Les rapports de pressions partielles p(UO2)/p(UO), p(UO2)/p(UO3) et p(UO2+)/p(UO+) ont été mesurés aux alentours de 3300 K et indiquent que l évaporation se fait dans des conditions proches de l équilibre thermodynamique.La méthode développée ici est adaptée à l étude par spectrométrie de masse jusqu à de très hautes températures de la vaporisation de matériaux réfractaires, et pourrait être utilisée pour l étude de matériaux chimiquement instables comme le dioxyde d uranium hyperstœchiométrique ou des carbures et nitrures.A new method of high-temperature mass spectrometry (TOF MS) was developed, where the specimen surface is heated by a laser pulse of approx. 20 ms. During it, time-resolved measurements of mass spectra and of the temperature are performed. Each experiment covers an entire temperature interval. The method was applied to pyrolytic graphite and uranium dioxide.In graphite study, it was clearly shown that the sublimation occurs in a Langmuir-like mode (free surface vaporisation), despite the very high temperatures and thus pressures. Relative partial pressures of C1, C2, C3, C4 and C5 were measured up to 4100 K. Obtained sublimation enthalpies of the main three vapour species are in a good agreement with literature values. Relative vaporisation coefficients of C1-C5 were estimated by comparison of the present partial pressures at 4000 K with equilibrium ones given in the literature.The vapour pressure curve of UO2 over stoichiometric uranium dioxide was measured between 2800 and 3400 K. Obtained sublimation and vaporisation enthalpies are in agreement with the literature. The vaporisation enthalpy of UO3 was measured for the first time. Relative partial pressure ratios p(UO2)/p(UO), p(UO2)/p(UO3) and p(UO2+)/p(UO+) were measured at around 3300 K and indicate that the vaporisation occurs in a regime close to thermodynamic equilibrium.This method is suitable for the fast and time-resolved mass spectrometric measurements of refractory materials up to very high temperatures, and could now be applied to the study of chemically unstable materials such as hyperstoichiometric urania and some carbides and nitrides.Key words: pyrolytic graphite, HOPG, uranium dioxide, laser vaporisation, TOF MS, vaporisation coefficients, Langmuir evaporation.STRASBOURG-Sc. et Techniques (674822102) / SudocSudocFranceF

Quasi-2D XY Magnetic Properties and Slow Relaxation in a Body Centered Metal Organic Network of [Co-4] Clusters

Octahedral Co2+ centers have been connected by mu(3)-OH and mu(2)-OH2 units forming [Co-4] clusters which are linked by pyrazine forming a two-dimensional network. The two-dimensional layers are bridged by oxybisbenzoate (OBA) ligands giving rise to a three-dimensional structure. The [Co-4] clusters bond with the pyrazine and the OBA results in a body-centered arrangement of the clusters, which has been observed for the first time. Magnetic studies reveal a noncollinear frustrated spin structure of the bitriangular cluster, resulting in a net magnetic moment of 1.4 mu B per cluster. For T > 32 K, the correlation length of the cluster moments shows a stretched-exponential temperature dependence typical of a Berezinskii-Kosterlitz-Thouless model, which points to a quasi-2D XY behavior. At lower temperature and down to 14 K, the compound behaves as a soft ferromagnet and a slow relaxation is observed, with an energy barrier of ca. 500 K. Then, on further cooling, a hysteretic behavior takes place with a coercive field that reaches 5 Tat 4 K. The slow relaxation is assigned to the creation/annihilation of vortex-antivortex pairs, which are the elementary excitations of a 2D XY spin system

Magnetic Properties and Pressure-Induced Ferromagnetism of Cu2(OH)3(CH3COO)·H2O

International audienc

Influence des intéractions d'échange sur les propriétés thermodynamiques de groupements (Ru4O16)12- dans Na3RuO4

International audienceA model of isolated tetranuclear clusters is proposed to take account of the magnetic properties of Na3 RuO4. The clusters are formed by four S= 3/2 spins located at the corners of a quasi-regular rhombus. lt appears that the J2/J1 ratio between the intracluster interactions is close to 1.2 as it may be predicted from the crystal structure. High field magnetization and specific heat measurements are in good agreement with the values calculated from the thermal variation of the magnetic susceptibility except at very low temperature where intercluster short range cooperative effects may be suppose