Strukturänderungen von Spinübergangs-Verbindungen nach LIESST

• Antragsteller: Professor Dr. Philipp Gütlich (†)
• Fachliche Zuordnung: Anorganische Molekülchemie - Synthese, Charakterisierung
• Förderung: Förderung von 1997 bis 2005
• Projektkennung: Deutsche Forschungsgemeinschaft (DFG) - Projektnummer 5309096

Spinübergänge von Fe2+-Spin crossover-Verbindungen zeigen sehr unterschiedliches kooperatives Verhalten. Je nach Stärke der Kooperativität werden graduelle Übergänge bis hin zu Übergängen mit breiter Temperaturhysterese beobachtet. In vielen Fällen bleibt die Struktur des Gitters weitestgehend unberührt, Hysterese im Temperaturverlauf des Spinübergangs ist nicht notwendig von einer Strukturhysterese begleitet. Die Mechanismen, die für die Wechselwirkung (WW) zwischen den Molekülen im high spin(HS)- und low spin(LS)-Zustand untersucht werden, beruhen auf der Zunahme der Bindungslänge beim Übergang vom LS- in den HS-Zustand. Die nichtlineare Zunahme der Phononendichte mit wachsendem HS-Anteil und die Verzerrungsfelder aufgrund der Gestaltsänderung beim Spinübergang führen zu WW zwischen den Spin crossover-Molekülen. Die elastische WW aufgrund der Gestaltsänderung ist am weitesten ausgearbeitet worden. Detaillierte Strukturuntersuchungen in Abhängigkeit von der Temperatur im Spinübergangsbereich selbst und des lichtinduzierten metastabilen HS- bzw. LS-Zustands aller Moleküle im Gitter geben Auskunft über globale Verzerrungsfelder in Gestalt der Änderung der Parameter der Einheitszelle und lokale kurzreichweitige sterische Einflüsse innerhalb der Elementarzelle. Globale Verzerrungsfelder haben eine attraktive WW zur Folge. Lokale kurzreichweitige WW mit umgekehrten Vorzeichen werden für anomale Spinübergänge verantwortlich gemacht. Die Korrelation von Bindungsabständen und Gestalt und Größe der Einheitszelle mit dem Anteil der Moleküle im HS-Zustand sind Inhalt dieses Forschungsprojektes.

• DFG-Verfahren: Sachbeihilfen
• Beteiligte Person: Dr. Hartmut Spiering