Breitbandiges Hochfrequenz-ESR-Spektrometer

• Subject Area: Physical Chemistry
• Term: from 2011 to 2012
• Project identifier: Deutsche Forschungsgemeinschaft (DFG) - Project number 210968436

• Final Report Year: 2016

Final Report Abstract

Es wurde ein sehr leistungsfähiges breitbandiges und weltweit einzigartiges Hochfrequenzelektronenspinresonanzspektrometer (HFESR) aus Bestandteilen verschiedener Hersteller aufgebaut. Alleinstellungsmerkmale sind erstens der sehr große Frequenzbereich (80 – 1100 GHz), der vom Spektrometer fast kontinuierlich abgedeckt wird. Zweitens erlaubt das Spektrometer bei sehr tiefen Temperaturen (1,5 K) und hohen Magnetfeldern (17 T) zu messen. Drittens ist es mit dem Gerät möglich in der Frequenzdomäne statt in der üblichen Felddomäne zu messen. Damit gehört es zu den leistungsfähigsten Spektrometern dieser Art in der Welt. Das Spektrometer wurde in erster Linie für die Untersuchung der magnetischen Anisotropie molekularer Nanomagneten konstruiert. Diese spannenden molekularen Materialien zeigen magnetische Bistabilität molekularer Herkunft. Die HFESR erlaubt die genaue Bestimmung der Nullfeldaufspaltung in Übergangsmetallkomplexen, der g-Wert-Anisotropie in Übergangsmetall- und Lanthanoidkomplexen und schwacher Austauschkopplungen. Desweiteren wurde das Spektrometer bei zahlreichen Charakterisierungen neuer Proben eingesetzt. Zu den wichtigsten Forschungsergebnissen, die mit dem HFESR-Spektrometer erzielt wurden, gehören folgende: 1. Die Bestimmung der Nullfeldaufspaltung und die Erstellung einer magnetostrukturellen Korrelation in Cobalt(II)-Komplexen. 2. Der maßgebliche Beitrag zur Bestimmung der Kristallfeldaufspaltung in einem lanthanoidbasierten Einzelionmagnet. 3. Die Bestimmung der g-Wert-Anisotropie in einer Reihe von dimeren lanthanoidbasierten Einzelmolekülmagneten und 4. Die Bestimmung der anisotropen Austauschkopplungskonstanten in dimeren Cobalt(II)-Komplexen.

Publications

• "Room Temperature Quantum Coherence in a Potential Molecular Qubit”, Nat. Commun., 5, 5304 (2014)
  K. Bader, D. Dengler, S. Lenz, B. Endeward, S.D. Jiang, P. Neugebauer, J. van Slageren
  
• "Solvent effect in an axially symmetric Fe III 4 single‐molecule magnet”, Chem. Commun., 50, 15090‐15093 (2014)
  Y.Y. Zhu, T.T. Yin, S.D. Jiang, A.L. Barra, W. Wernsdorfer, P. Neugebauer, R. Marx, M. Dörfel, B.W. Wang, Z.Q. Wu, J. van Slageren, S. Gao
  
• Direct measurement of dysprosium(III)...dysprosium(III) interactions in a single‐molecule magnet, Nat. Commun., 5, 4243 (2014)
  E. Moreno Pineda, N.F. Chilton, R. Marx, M. Dörfel, D.O. Sells, P. Neugebauer, S.D. Jiang, D. Collison, J. van Slageren, E.J.L. McInnes, R.E.P. Winpenny
  
• Redox‐ Induced Spin State Switching and Mixed‐Valency in Quinonoid Bridged Dicobalt Complexes. Chem. Eur. J., 20, 3475 – 3486 (2014)
  D. Schweinfurth, Y. Rechkemmer, S. Hohloch, N. Deibel, I. Peremykin, J. Fiedler, J. van Slageren, and B. Sarkar
  
• Bimetallic Mn III ‐Fe II hybrid complexes formed by a functionalized Mn III Anderson polyoxometalate coordinated to Fe II : Observation of a field‐induced slow relaxation of magnetization in the Mn III centres and a photoinduced spin‐crossover in the Fe II centres, J. Mater. Chem. C, 3, 7936‐7945 (2015)
  A. Abhervé, M. Palacios‐Corella, J.M. Clemente‐Juan, R. Marx, P. Neugebauer, J. van Slageren, M. Clemente Leon, E. Coronado
  
• Comprehensive Spectroscopic Determination of the Crystal Field Splitting in an Erbium Single‐Ion Magnet, J. Am. Chem. Soc., 137, 13114–13120 (2015)
  Y. Rechkemmer, J.E. Fischer, R. Marx, M. Dörfel, P. Neugebauer, S. Horvath, M. Gysler, T. Brock‐Nannestad, W. Frey, M.F. Reid, J. van Slageren
  
• Field‐induced slow relaxation of magnetization in a pentacoordinate Co(II) compound [Co(phen)(DMSO)Cl2], Dalton Trans., 44, 15014 (2015)
  I. Nemec, R. Marx, R. Herchel, P. Neugebauer, J. van Slageren, Z. Trávníček
  
• Magneto‐optical investigations of molecular nanomagnet monolayers, Dalton Trans., 2016
  J. Rozbořil, Y. Rechkemmer, D. Bloos, F. Münz, C.N. Wang, P. Neugebauer, J. Čechal, J. Novák, J. van Slageren
  
• Multitechnique investigation of Dy 3 – Implications for Coupled Lanthanide Clusters, Chem. Sci., 2016
  M. Gysler, F. El Hallak, L. Ungur, R. Marx, M. Hakl, P. Neugebauer, Y. Rechkemmer, Y. Lan, I. Sheikin, M. Orlita, C. Anson, A. K. Powell, R. Sessoli, L. Chibotaru J. van Slageren
  
• Probing Bistability in Fe II and Co II Complexes with an Unsymmetrically Substituted Quinonoid Ligand, Dalton Trans., 2016
  M. van der Meer, Y. Rechkemmer, F. Breitgoff, S. Dechert, R. Marx, M. Dörfel, P. Neugebauer, J. van Slageren, B. Sarkar