Densités électroniques et densités de spin de matériaux magnétiques moléculaires

Abstract

Nous avons étudié la densité électronique de matériaux magnétiques moléculaires purement organiques et de complexes d'atomes lourds. Grâce à l'analyse topologique obtenue par diffraction de rayons X à haute résolution, nous avons caractérisé les interactions intra et intermoléculaires susceptibles de contrôler les propriétés macroscopiques. Pour des radicaux nitronyle-nitroxyde, nous avons détaillé les relations étroites reliant la densité électronique aux propriétés magnétiques. L'étude des complexes de semiquinone, basée sur la densité électronique et la densité de spin (obtenue par diffraction de neutrons polarisés) et appuyée par des calculs théoriques ab initio, a aboutit pour celui d'yttrium à la description précise des ligands semiquinone et hydrotrispyrazolylborate et à la caractérisation de transferts de charge et de spin (mécanismes d'échange). Un problème fondamental sur le calcul des facteurs de diffusion atomiques, mis en évidence sur le complexe de gadolinium, est discuté.We have studied the electron density of molecular magnetic materials, either purely organic (nitronyle-nitroxyde radicals) or heavy atom complexes (Y and Gd, semiquinone radical). Using the topological analysis obtained by high resolution X-rays diffraction, we characterised the intra and intermolecular interactions involved in the control of the macroscopic properties. For the nitronyle-nitroxyde radicals, we have demonstrated the close relationship between the electron density distributions and the magnetic properties. For the heavy atom complexes, the electron and spin densities (obtained by polarised neutron diffraction) completed by ab initio calculations allow a precise description of the semiquinone and hydrotrispyrazolylborate ligands and the determination of the charges and spin transfers, which are fundamental in the understanding of the exchange mechanisms. A fundamental problem on the calculation of the atomic form factors, pointed out on the gadolinium complex, is discussed.NANCY1-SCD Sciences & Techniques (545782101) / SudocSudocFranceF