Exploration of 3d, 4f and 3d-4f coordination clusters for potential industrial applications
Creators: name: Al-Zeidaneen, Firas Khalil Atyyeh
Publisher: name: Karlsruher Institut für Technologie (KIT)
Year: 2021

description: Diese Dissertation hat Verbindungen mit einem breiten Spektrum an strukturellen Motiven hervorgebracht. Das Ziel dieser Arbeit war es neuartige Verbindungen zu synthetisieren, welche mit industrieller Relevanz in magnetische und optische Instrumente integriert werden können. Die Arbeit ist in drei Kapitel unterteilt, welche jeweils unterschiedliche Gruppen von Verbindungen diskutieren welche interessante magnetische und/oder optische Eigenschaften besitzen. Kapitel 3 stellt dreizehn homometallische Lanthanidkomplexe basierend auf der Verwendung diverser Amino-Polyalkoholbasierter Liganden vor. Es besteht aus drei separaten Serien dinuklearer (1), (2-5) und (6-9), sowie einer Art tetranuklearer Komplexe (10-13). Die Synthese der Komplexe wurde unter aeroben Bedinungen durchgeführt, die Kirstallisation erfolgte durch das langsame Verdampfen einer Acetonitrillösung. Die Einkristallstrukturen sowie optische und magnetische Eigenschaften wurden gesammelt und analysiert. Messungen der magnetischen Eigenschaften wurde an den Komplexen 1, 5, 9 und 13 durchgeführt, alle diese Komplexe zeigten schwache antiferromagnetische Wechselwirkungen, wobei die Komplexe 1, 5 und 9 ebenfalls eine langsame Relaxation der Magnetisierung aufweisen. An Komplex 3 wurden Untersuchungen des magnetokalorischen Effekts durchgeführt, während Komplex 2 und 4 hinsichtlich potentieller Anwendungen als luminszierende Materialien untersucht wurden. Kapitel 4 führt dreiunddreißig heterometallische Eisen-Lanthanidkomplexe (Fe-Ln) ein, welche unter Verwendung von N-Methyldiethanolamin (mdeaH2) synthetisiert werden. Diese heterometallischen Komplexe bestehen aus einer Serie von tetranuklearen (14-20) und drei unterschiedlichen Serien von hexanuklearen Komplexen (21-29), (30-39) und (40-46). Die Einkristallstrukturen, optischen und magnetischen Eigenschaften dieser Komplexe wurden untersucht und im Detail diskutiert. Messungen der magnetischen Eigenschaften wurden für die Verbindungen 20, 26, 27, 32, 33 und 43 durchgeführt. Die Komplexe 20, 32 und 33 zeigen schwache antiferromagnetische Wechselwirkungen, während 26, 27 und 43 schwache ferromagnetische Wechselwirkungen aufweisen. Zusätzlich zeigten die magnetischen Untersuchungen, dass Komplex 43 eine langsame Relaxation der Magnetisierung aufweist, eine typische Eigenschaft für Einzelmolekülmagneten. An den Komplexen 25 und 31 wurde eine Untersuchung des magnetokalorischen Effekts durchgeführt. Abschließend wurden dieIX Lumineszenz der Komplexe 24, 26 und 46 im Hinblick auf deren Nutzen als phosphoreszierende Materialien untersucht. In Kapitel 5 werden zwei homometallische Kupferkomplexe präsentiert, welche beide unter Verwendung von 2,2‘-Bipyridin und Benzylphosphonsäure als Liganden synthetisiert werden (47- 48). Die Einkristallstrukturen und optischen Eigenschaften dieser Komplexe wurden untersucht. Beide Komplexe zeigen eine Absorption im NIR Bereich währenddessen sie weithin optisch transparent bleiben, außerdem weisen diese Komplexe eine thermische Stabilität bis zu 250°C und 207°C auf. Zu guter Letzt wurden die Komplexe 47 und 48 als Dünnschicht (bis zu 34 μm) auf einer Glassoberfläche aufgetragen und die optischen Eigenschaften erneut untersucht, diese stimmten mit den für die kristallinen Phasen gefundenen Eigenschaften überein.