Propietats magnètiques i transport quàntic en imants unimoleculars: un estudi teòric
- Autores: Eduard Cremades Martí
- Directores de la Tesis: Eliseo Ruiz Sabin (dir. tes.)
- Lectura: En la Universitat de Barcelona ( España ) en 2012
- Idioma: español
- Tribunal Calificador de la Tesis: Michel Verdaguer (presid.), Albert Escuer Fité (secret.), Antonio Rodríguez Fortea (voc.)
- Materias:
- Texto completo no disponible (Saber más ...)
- Resumen
La tesi es basa en l¿estudi de les propietats magnètiques (interaccions magnètiques i anisotropia magnètica) d¿imants unimoleculars i imants mononuclears unimoleculars emprant mètodes teòrics bassats en la teoria del funcional de la densitat (DFT) i mètodes de tipus CASSCF. L¿estudi emprant mètodes DFT ha inclòs el sistema Mn6 que poseeix la barrera energètica rècord per a un compost amb metalls de transició de la primera serie així com diversos sistemes de la mateixa família on s¿han analitzat diferents correlacions magnetostructurals, les participacions dels orbitals magnètics en les interaccions magnètiques i la distribució dels estats excitats respecte a l¿estat fonamental. Aquests estudis s¿han realitzat mitjançant col¿laboracions amb el Profs. Euan Brechin (Edinburg) i el Prof. Michel Verdaguer (Paris).
Continuant amb l¿estudi emprant mètodes DFT dels imants unimoleculars s¿ha realitzat l¿anàlisi de les constants d¿acoblament d¿un complex supertetraèdric Mn10 (MnIII6MnII4) el qual s¿ha usat com a peça bàsica per a la formació de xarxes bi- i trdidimensionals en col¿laboració amb científics de la Universitat de Jilin (China). En relació amb el supertetraedre Mn10, s¿han calculat les interaccions magnètiques de dos complexes Mn17 (unió de dos supertetraedres Mn10 que comparteixen una aresta) i un complex Mn19 (unió de dos supertetraedres Mn10 que comparteixen una vèrtex) per tal d¿esbrinar el valor S del seu estat fonamental.
Respecte als imants mononuclears unimoleculars s¿han calculat emprant mètodes CASSCF els valors del desdoblament a camp zero (D i E) així com la seva dependència amb la primera energia d¿excitació i l¿estructura de la primera familia d¿imants mononuclears unimoleculars 3d de FeII. A més a més s¿ha realitzat un estudi sistemàtic per tal de comprendre com es poden millorar les propietats dels imants mononuclears unimoleculars 3d. Per a tal finalitat s¿ha relacionat la primera energia d¿excitació per a diferents configuracions electròniques i diferents modes de coordinació amb els valors de D. De la mateixa manera, en col¿laboració amb el Prof. Enrique Colacio (Granada), s¿ha estudiat l¿anisotropia magnètica d¿un imant mononuclear unimolecular de DyIII per tal de comprendre¿n la seva orientació i el seu mòdul.
Per tal d¿estudiar una de les possibles aplicacions dels compostos Gd-3d, l¿efecte magnetocalòric, s¿ha estudiat emprant mètodes DFT els mecanisme d¿interacció Gd-3d per a comprendre¿n la seva naturalesa així com l¿anàlisi de les constants d¿interacció de diversos complexes polinuclears i el càlcul de l¿entropia magnètica la qual es pot relacionar directament amb la seva futura aplicació com a refrigerants moleculars. Per a tal finalitat s¿ha usat una metodologia completament nova basada en l¿ús de pseudopotencials per al Gd.
A més a més, s¿ha estudiat el transport electrònic a través d¿un imant unimolecular Mn6 el qual s¿ha fixat a dos elèctrodes d¿or mitjançant un grup tiol emprant mètodes DFT combinats amb funcions de Green en col¿laboració amb el Prof. Stefano Sanvito (Dublin). S¿ha calculat l¿espectre de transmissió en forma de densitat d¿estats pels estats S = 12 i S = 4 per tal de reconèixer els orbitals que intervenen en dita transmissió. També s¿ha representat la corba intensitat respecte voltatge demostrant la capacitat que mostra el sistema per actuar com una vàlvula d¿espín.
