Teorijsko proučavanje strukturnih i elektronskih uticaja na magnetne osobine kompleksa prelaznih metala

Abstract

U okviru ove doktorske disertacije analizirane su magnetne osobinemononuklearnih i binuklearnih kompleksa prve serije prelaznih metala LF-DFT i DFTmetodama. Poznavanje magnetnih osobina kompleksnih jedinjenja omogućuje predviđanjei dizajniranje molekula sa traženim svojstvima koja se mogu iskoristiti za skladištenjeinformacija na kvantnom nivou.Molekulski magneti, tj. mononuklearni sistemi sa velikom vrednošću magnetneanizotropije nalaze se u žiži interesovanja s obzirom na njihovu potencijalnu primenu ukvantnom računarstvu. Analizom faktora koji određuju magnetna svojstva umononuklearnim kompleksima pronašli smo već sintetisani kompleksni jon[NiCl3(Hdabco)2]+ (dabco=1,4-diazabicyclo[2.2.2]-octane) sa veoma velikom vrednostiaksijalnog parametra cepanja, D. Osnovni uzrok ovako velikih vrednosti predstavljainterakcija između dx2-y2 i dxyMagnetna kuplovanja između paramagnetnih centara u binuklearnim kompleksimaanalizirana su BS (Broken Symmetry) DFT metodom. U svim slučajevima jačinamagnetnih interakcija zavisi od elektronske strukture metala, kao i od prirode i orijentacijemostnih liganada.orbitala. Efekti Jahn-Teller-ove distorzije, koji delujunasuprot spin-orbitalnom kuplovanju, umanjeni su prisustvom voluminoznih dabcoliganada, koji se nalaze u aksijalnom položaju. Usled sternog zaklanjanja aksijalnihliganada atomi hlora u ekvatorijalnoj ravni, slabo se pomeraju jedan u odnosu na drugi.Distorzije u regiji mosta dovode do znatnog slabljenja antiferomagnetnihinterakcija...

Magnetic properties of mononuclear and binuclear transition metal complexes wereanalyzed by the means of LF-DFT and DFT methods. The understanding of magneticproperties of metal complexes allow us to predict and design molecules with requiredcharacteristics, which can be used to store the informations on quantum level.Molecular magnets, i.e. mononuclear systems with large magnetic anisotropy valueare in the focus of interest due to their potential applications in quantum computing.Through the analysis of the factors that determine the magnetic properties of mononuclearcomplexes, we found complex ion [NiCl3(Hdabco)2]+ (dabco=1,4-diazabicyclo[2.2.2]-octane) with very high values of axial splitting parameter, D. The main cause for such alarge value lies in interactions between dx2-y2 and dxyMagnetic couplings between paramagnetic centers in binuclear complexes wereanalyzed using Broken Symmetry (BS) DFT method. In all investigated cases the strengthof magnetic interactions depends upon the electronic structure and the structure of bridgingligands.orbitals. The effects of Jahn-Tellerdistortion, which act opposed to spin-orbit coupling, are suppressed by the presence ofvoluminous dabco ligands, which are placed in axial position. Due to the steric hindrance ofaxial ligands, the chlorine atoms in equatorial plane can not move easily.The distortions in the bridge region lead to a significant weakening ofantiferromagnetic interactions...