Herstellung kristalliner Materialien mit unkonventionellen elektronischen und magnetischen Eigenschaften auf der Basis von Metallofullerenen mit Metall-Metall-Bindungen

• Antragstellerin: Dr. Evgenia Dmitrieva, seit 1/2024
• Fachliche Zuordnung: Festkörper- und Oberflächenchemie, Materialsynthese ; Herstellung und Eigenschaften von Funktionsmaterialien
• Förderung: Förderung seit 2021
• Projektkennung: Deutsche Forschungsgemeinschaft (DFG) - Projektnummer 461222691

Als endohedrale Metallofullerene (EMFs) bezeichnet man Fullerene, in deren Hohlraum Metallionen oder Metallcluster eingebracht wurden. Die Kombination des kugelförmigen Charakters des Fullerenkäfigs und den intrinsischen Eigenschaften der eingekapselten Metallionen führt zu einer sehr interessanten Klasse von Verbindungen. Vor kurzem haben wir erfolgreich das schwer fassbare M2@C2n als Derivat M2@C2n-CH2Ph (M = Gd, Tb, Dy, Ho, Er, and Y; 2n = 72, 78, 80) isoliert. Das Molekül ist faszinierend wegen der einzigartigen Einzel Elektronenbindung zwischen den eingekapselten Di-Metallionen. Die starke magnetische Kopplung zwischen den beiden Metallionen durch das einzelne Elektron macht Tb2@C80-CH2Ph und Dy2@C80-CH2Ph zu hervorragenden Einzel Molekülmagneten (SMM). Durch unser Ergebnis wurde eine neue Klasse von luftstabilen SMMs mit ungewöhnlichen magnetischen Eigenschaften, die auf das Einfangen des ungepaarten Elektrons zwischen zwei Lanthaniden zurückzuführen sind, entdeckt. In diesem Projekt wird das präparierte M2@C2n-CH2Ph funktionalisiert, um die Eigenschaften dieser Moleküle abzustimmen. Mit diesen Verbindungen als Bausteine werden vielseitige EMF-basierte Einkristalle durch „Crystal Engineering“ herstellt. Uns ist wichtig, darauf hinzuweisen, dass die EMF-Einkristall-Eigenschaftsstudien sehr selten sind, zum einen, weil es schwierig ist, qualitativ hochwertige Einkristalle zu züchten, aber auch aufgrund der fehlenden effektiven Zusammenarbeit zwischen Kristallographen und Forschern, die sich mit den Eigenschaften von Einkristallen beschäftigen. Wir werden diese Lücke füllen, um die faszinierenden Eigenschaften von EMF-Einkristallen in diesem Projekt zu entschlüsseln. Unsere Studien der magnetischen und Transport-Eigenschaften der Einkristalle sollen die faszinierenden Eigenschaften dieser Materialien beleuchten und neue Materialien mit ungewöhnlichen elektronischen und magnetischen Eigenschaften ans Tageslicht bringen.

• DFG-Verfahren: Sachbeihilfen
• Ehemaliger Antragsteller: Dr. Fupin Liu, bis 12/2023