ИСТИНА

Область молекулярного магнетизма в данный момент активно развивается: продолжается усовершенствование и поиск новых мономолекулярных магнитов, магнитные свойства которых (медленная релаксация намагниченности после снятия внешнего поля) обусловлены свойствами единичных магнитных молекул или ионов. Наиболее выдающиеся характеристики в данный момент демонстрируют мономолекулярные магниты на основе редкоземельных элементов, существующие в виде комплексов ионов f-элементов с объемными органическими лигандами. В данном Проекте предлагается получить ряд новых мономолекулярных магнитов на основе f-элементов, встроенных в неорганическую матрицу апатита: фосфаты щелочноземельных металлов с частичным замещением атомов щелочноземельного элемента на атомы редкоземельного элемента, при котором возникает короткая связь Ln-O, т.е. фактически образуется линейный ион и возникает сильно асимметричное окружение магнитного атома. Подобные условия являются крайне выгодными для возникновения медленной релаксации спина и, как ожидается, позволят получить новые молекулярные магниты с характеристиками, близкими или превышающими рекордные на данный момент для аналогичных металлов.

The field of molecular magnetism is actively developing at the moment. The search for new single-molecule magnets and improvement of the present magnets' properties is actual. The magnetic properties of such objects (slow magnetic relaxation after the external field removing) are the intrinsic properties of the single molecules in contrast to classical ferromagnets. The most remarkable properties at the moment are demonstrated by the single-molecule magnets based on rare-earth elements that exist as complexes of f-element ions with volumetric organic ligands. In this project we propose to obtain the range of novel single-molecule magnets with rare-earth ions as magnetic centres built in the apatite matrix: alkaline-earth phosphates with alkaline-earth cations partially substituted for rare-earth cations. In this case a short Ln-O bond occurs forming a strongly asymmetric linear ion. Such conditions are very beneficial for the appearance of slow relaxation of magnetization. So we expect to obtain a new single-molecule magnets with characteristics close to or even exceeding the record at the moment for analogous metals.

В ходе работы ожидается, что будут получены и охарактеризованы новые мономолекулярные магниты: фосфаты щелочноземельных металлов со структурой апатита с частичным замещением атомов щелочноземельных элементов на атомы редкоземельных элементов состава A5-xLnx(PO4)3(OH)1-x(O)x (где A = Ca), исследованы их магнитные свойства.

В ходе предыдущей работы коллектив получил и охарактеризовал свойства фосфатов со структурой апатита, в которые были встроены ионы d–элементов (меди, кобальта). Были подробно охарактеризованы кристаллическая структура, колебательные спектры и магнитные свойства полученных соединений: измерены зависимости действительной и мнимой компонент магнитной восприимчивости от частоты внешнего переменного магнитного поля при различных температурах, из которых были получены величины энергетического барьера перемагничивания. Была изучена зависимость магнитных свойств таких мономолекулярных магнитов на основе d-элементов от концентрации магнитных ионов и типа щелочноземельного металла апатитовой матрицы. Данные соединения являются новым классом мономолекулярных магнитов на основе d-элементов. В частности, для меди это первый пример проявления ей свойств медленной релаксации намагниченности. В этом году в группе были получены фосфаты кальция и стронция с частичным замещением щелочноземельных катионов на ионы диспрозия, демонстрирующие свойства мономолекулярных магнитов и характеризующиеся очень высоким барьером перемагничивания выше 1000 см-1. Данный проект предполагает систематическое расширение этой работы на другие редкоземельные металлы. Кроме того, были проведены предварительные исследования, в ходе которых были обнаружены признаки наличия медленной релаксация намагниченности в образцах гидроксоапатита кальция с частичным замещением атомов кальция на атомы неодима. Группа обладает всем необходимым оборудованием для получения искомых образцов (высокотемпературные печи, приспособленные для отжигов в токе инертных газов и кислорода), имеет опыт регулирования степени окисления встраиваемых металлов путем варьирования условий отжига (температура, атмосфера) – в частности, было показано, что изменением условий синтеза можно менять соотношение количества меди в различной степени окисления.

Получены новые соединения: фосфаты со структурой апатита с частичным замещением катионов кальция на катионы неодима и церия, исследованы их магнитные свойства.