Основы магнетизма и молекулы-магниты

Содержание

Слайд 2

ОСНОВНІ ПОНЯТТЯ: ЩО МИ ВИМІРЮЄМО? χ - магнітна сприйнятливість М -

ОСНОВНІ ПОНЯТТЯ:
ЩО МИ ВИМІРЮЄМО?

χ - магнітна сприйнятливість
М - намагніченість
Н - напруженість

магнітного поля

Діамагнетики: χ < 0
Парамагнетики: χ > 0

Слайд 3

ПОВЕДІНКА ІДЕАЛЬНИХ ПАРАМАГНЕТИКІВ ЗАКОН КЮРИ – ЗАЛЕЖНІСТЬ МАГНІТНЇ СПРИЙНЯТЛИВОСТІ ВІД ТЕМПЕРАТУРИ

ПОВЕДІНКА ІДЕАЛЬНИХ ПАРАМАГНЕТИКІВ
ЗАКОН КЮРИ – ЗАЛЕЖНІСТЬ МАГНІТНЇ СПРИЙНЯТЛИВОСТІ ВІД ТЕМПЕРАТУРИ В

ПОЛІ ПОСТІЙНОЇ НАПРУЖЕННОСТІ

N - число Авогадро
g - фактор Ланде
μβ - магнетон Бора
k – стала Больцмана

ФУНКЦІЯ БРИЛЮЕНА – ЗАЛЕЖНІСТЬ МАГНІТНОЇ СПРИЙНЯТЛИВОСТІ ВІД НАПРУЖЕНОСТІ МАГНІТНОГО ПОЛЯ

Слайд 4

Слайд 5

КОЛЕКТИВНЕ ВПОРЯДКУВАННЯ СПІНІВ Явище "молекула-домен" Cуперпарамагнетизм Ферімагнітне впорядкування Антиферомагнітне впорядкуваня Феромагнітне

КОЛЕКТИВНЕ ВПОРЯДКУВАННЯ СПІНІВ

Явище "молекула-домен"
Cуперпарамагнетизм

Ферімагнітне впорядкування

Антиферомагнітне впорядкуваня

Феромагнітне впорядкування
необхідна умова:
феромагнітний обмін

Метамагнетизм

Слайд 6

ЗАЛЕЖНІСТЬ МАГНІТНОЇ СПРИЙНЯТЛИВОСТІ ВІД ТЕМПЕРАТУРИ ДЛЯ СПОЛУК З РІЗНИМ ТИПОМ ВПОРЯДКУВАННЯ СПІНІВ ЗАКОН КЮРІ-ВЕЙСА

ЗАЛЕЖНІСТЬ МАГНІТНОЇ СПРИЙНЯТЛИВОСТІ ВІД ТЕМПЕРАТУРИ ДЛЯ СПОЛУК З РІЗНИМ ТИПОМ ВПОРЯДКУВАННЯ

СПІНІВ

ЗАКОН КЮРІ-ВЕЙСА

Слайд 7

J > 0 J J феромагнітна взаємодія антиферомагнітна взаємодія E ~

J > 0 J < 0

J

феромагнітна

взаємодія

антиферомагнітна

взаємодія

E

~

Δ

основний стан

збуджений стан

ОБМІННІ ВЗАЄМОДІЇ

Пряма

взаємодія

Суперобмін

Обмін через простір

Слайд 8

РІВНЯННЯ ВАН-ФЛЕКА

РІВНЯННЯ ВАН-ФЛЕКА

Слайд 9

СИМУЛЯЦІЯ ДАНИХ ЕКСПЕРИМЕНТУ (ВИЗНАЧЕННЯ ВЕЛИЧИН J, g тощо)

СИМУЛЯЦІЯ ДАНИХ ЕКСПЕРИМЕНТУ (ВИЗНАЧЕННЯ ВЕЛИЧИН J, g тощо)

Слайд 10

СИМУЛЯЦІЯ ДАНИХ ЕКСПЕРИМЕНТУ (ВИЗНАЧЕННЯ ВЕЛИЧИН J, g тощо)

СИМУЛЯЦІЯ ДАНИХ ЕКСПЕРИМЕНТУ (ВИЗНАЧЕННЯ ВЕЛИЧИН J, g тощо)

Слайд 11

СИМУЛЯЦІЯ ДАНИХ ЕКСПЕРИМЕНТУ (ВИЗНАЧЕННЯ ВЕЛИЧИН J, g тощо)

СИМУЛЯЦІЯ ДАНИХ ЕКСПЕРИМЕНТУ (ВИЗНАЧЕННЯ ВЕЛИЧИН J, g тощо)

Слайд 12

Слайд 13

Залежність величини J від куту Ni-O-Ni в комплексах Ni2(L)Xn H =

Залежність величини J від куту Ni-O-Ni в комплексах Ni2(L)Xn
H = –2JS1

S2
K. Nanda, L. K. Thompson, J. N. Bridson, K. Nag Chem. Commun. 1994, 1337.

X = H2O, NCS-, CH3OH,
імідазол, піридин

Слайд 14

Слайд 15

Слайд 16

Слайд 17

ПРИКЛАД: МАГНІТНІ ВЛАСТИВОСТІ ПІДГРАТОК, ЯКІ НЕ ВЗАЄМОДІЮТЬ АБО ВЗАЄМОДІЮТЬ

ПРИКЛАД: МАГНІТНІ ВЛАСТИВОСТІ ПІДГРАТОК, ЯКІ НЕ ВЗАЄМОДІЮТЬ АБО ВЗАЄМОДІЮТЬ

Слайд 18

ПРИКЛАД: МАГНІТНІ ВЛАСТИВОСТІ ПІДГРАТОК, ЯКІ НЕ ВЗАЄМОДІЮТЬ АБО ВЗАЄМОДІЮТЬ

ПРИКЛАД: МАГНІТНІ ВЛАСТИВОСТІ ПІДГРАТОК, ЯКІ НЕ ВЗАЄМОДІЮТЬ АБО ВЗАЄМОДІЮТЬ

Слайд 19

ПРИКЛАД: МАГНІТНІ ВЛАСТИВОСТІ ПІДГРАТОК, ЯКІ НЕ ВЗАЄМОДІЮТЬ АБО ВЗАЄМОДІЮТЬ

ПРИКЛАД: МАГНІТНІ ВЛАСТИВОСТІ ПІДГРАТОК, ЯКІ НЕ ВЗАЄМОДІЮТЬ АБО ВЗАЄМОДІЮТЬ

Слайд 20

СПИНОВА НЕВИЗНАЧЕНІСТЬ (SPIN FRUSTRATION) В ПОЛІЯДЕРНИХ КОМПЛЕКСАХ Умови виникнення спінової невизначеності:

СПИНОВА НЕВИЗНАЧЕНІСТЬ
(SPIN FRUSTRATION) В ПОЛІЯДЕРНИХ КОМПЛЕКСАХ
Умови виникнення спінової невизначеності:
1)

в поліядерном комплексі є топологічна спінова невизначеність;
2) основний стан комплексу вироджений;
3) два або більше рівнів, які утворюють основний стан, мають різні значення спінів.
Слайд 21

Молекулярний магнетизм Нетривиальні магнітні властивості дискретних молекул Явище "молекула-домен" Повільна релаксація

Молекулярний магнетизм

Нетривиальні магнітні властивості дискретних молекул

Явище
"молекула-домен"

Повільна релаксація намагніченості
(не обов'язково феромагнітні взаємодії!)

Формування

доменів

Нетривиальні магнітні властивості координаційних полімерів

Слайд 22

Необхідна умова феромагнітних взаємодій - ортогональність магнітних орбіталей ЦІАНІДИ МАГНІТИ НА ОСНОВІ ПОЛІМЕРНИХ КООРДИНАЦІЙНИХ СПОЛУК

Необхідна умова феромагнітних взаємодій - ортогональність магнітних орбіталей

ЦІАНІДИ

МАГНІТИ НА ОСНОВІ ПОЛІМЕРНИХ

КООРДИНАЦІЙНИХ СПОЛУК
Слайд 23

ЦІАНІДИ

ЦІАНІДИ

Слайд 24

ОКСАЛАТИ

ОКСАЛАТИ

Слайд 25

МАГНІТИ НА ОСНОВІ ДИСКРЕТНИХ КООРДИНАЦІЙНИХ СПОЛУК (МОЛЕКУЛИ-МАГНІТИ) 1 МОЛЕКУЛА = 1 ДОМЕН

МАГНІТИ НА ОСНОВІ ДИСКРЕТНИХ КООРДИНАЦІЙНИХ СПОЛУК
(МОЛЕКУЛИ-МАГНІТИ)
1 МОЛЕКУЛА = 1 ДОМЕН

Слайд 26

СТРУКТУРА І СХЕМАТИЧНА ОРІЄНТАЦІЯ СПІНІВ В Mn12O12(RCO2)16(H2O)4

СТРУКТУРА І СХЕМАТИЧНА ОРІЄНТАЦІЯ СПІНІВ В Mn12O12(RCO2)16(H2O)4

Слайд 27

ЕНЕРГЕТИЧНИЙ БАР'ЄР ЗМІНИ ОРІЄНТАЦІЇ ПОВНОГО СПІНУ В Mn12O12(RCO2)16(H2O)4

ЕНЕРГЕТИЧНИЙ БАР'ЄР ЗМІНИ ОРІЄНТАЦІЇ ПОВНОГО СПІНУ В Mn12O12(RCO2)16(H2O)4

Слайд 28

Слайд 29

Слайд 30

РОЗРАХУНОК ЕФЕКТИВНОГО ЕНЕРГЕТИЧНОГО БАР'ЄРУ РЕЛАКСАЦІЇ НАМАГНІЧЕНОСТІ

РОЗРАХУНОК ЕФЕКТИВНОГО ЕНЕРГЕТИЧНОГО БАР'ЄРУ РЕЛАКСАЦІЇ НАМАГНІЧЕНОСТІ

Слайд 31

ПРИЧИНИ І ОПИС МАГНІТНОЇ АНІЗОТРОПІЇ

ПРИЧИНИ І ОПИС МАГНІТНОЇ АНІЗОТРОПІЇ

Слайд 32

ПІДВИЩЕННЯ МАГНІТНОЇ АНІЗОТРОПІЇ ВЕДЕ ДО ВИНИКНЕННЯ ЯВИЩА "МОЛЕКУЛА-МАГНІТ"

ПІДВИЩЕННЯ МАГНІТНОЇ АНІЗОТРОПІЇ ВЕДЕ ДО ВИНИКНЕННЯ ЯВИЩА "МОЛЕКУЛА-МАГНІТ"

Слайд 33

ПІДВИЩЕННЯ МАГНІТНОЇ АНІЗОТРОПІЇ ВЕДЕ ДО ВИНИКНЕННЯ ЯВИЩА "МОЛЕКУЛА-МАГНІТ"

ПІДВИЩЕННЯ МАГНІТНОЇ АНІЗОТРОПІЇ ВЕДЕ ДО ВИНИКНЕННЯ ЯВИЩА "МОЛЕКУЛА-МАГНІТ"

Слайд 34

Моноядерні "молекули-магніти"

Моноядерні "молекули-магніти"

Слайд 35

Моноядерні "молекули-магніти"

Моноядерні "молекули-магніти"

Слайд 36

Моноядерні "молекули-магніти"

Моноядерні "молекули-магніти"

Слайд 37

Біядерні "молекули-магніти"

Біядерні "молекули-магніти"

Слайд 38

Біядерні "молекули-магніти"

Біядерні "молекули-магніти"

Слайд 39

Триядерні "молекули-магніти"

Триядерні "молекули-магніти"

Слайд 40

Слайд 41

Слайд 42

Слайд 43