Ftalosiyaninlerde metal ve sübstitüent yerinin manyetik özellikler üzerindeki etkilerinin vsm ve ESR teknikleriyle incelenmesi /
Yazar: TÜLİN ATEŞ
Danışman: YRD. DOÇ. DR. SİBEL TOKDEMİR ÖZTÜRK
Gebze Yüksek Teknoloji Enstitüsü / Mühendislik ve Fen Bilimleri Enstitüsü / Fizik Ana Bilim Dalı
Derece: Yüksek Lisans, 2014
Konu: Fizik ve Fizik Mühendisliği = Physics and Physics Engineering

Özet:
Bu çalışma, periferal ve nonperiferal alkil-tiya sübstitüe ftalosiyanin 
bileşiklerinin manyetik özelliklerinin incelenmesini içermektedir. 
Çalışmada, öncelikle hem periferal hem nonperiferal pozisyonlarda bakır ve 
kobalt içeren ftalosiyanin bileşikleri sentezlenmiş, daha sonra bu moleküllerin her 
biri için VSM (vibration sample magnetometer) ile sabit manyetik alanda
mıknatıslanma ölçümleri ve oda sıcaklığında ESR (electron spin resonance)
ölçümleri alınmıştır. 
VSM ölçümleri sonucunda malzemelerin hepsinin Curie-Weiss yasasına 
uyduğu belirlenmiş ve grafiklere uygulanan fitler yardımıyla Curie ve Weiss sabitleri 
hesaplanmıştır. Nonperiferal bakır ftalosiyanin yapısında TIP (temperature 
independent paramagnetism) olduğu ve bu molekülde komşu moleküllerin metal 
merkezleri arasında antiferromanyetik etkileşme olduğu belirlenmiştir. Periferal 
bakır ftalosiyanin yapısında ise diamanyetik katkı olduğu ve bu molekülde komşu 
moleküllerin metal merkezleri arasında zayıf ferromanyetik etkileşme olduğu 
anlaşılmıştır. nonperiferal bakır ftalosiyanin ve periferal bakır ftalosiyanin
molekülleri için etkin manyetik moment değerleri sırasıyla 1.95 ve 1.55 olarak 
belirlenmiştir. Periferal kobalt ftalosiyanin ve nonperiferal kobalt ftalosiyanin
yapılarının her ikisinde de TIP olduğu; ayrıca hem periferal kobalt ftalosiyanin, hem 
de nonperiferal kobalt ftalosiyanin moleküllerinde komşu moleküllerin metal 
merkezleri arasında ferromanyetik etkileşme olduğu belirlenmiştir. Etkin manyetik 
moment değerleri ise periferal kobalt ftalosiyanin için 1.98, nonperiferal kobalt 
ftalosiyanin için ise 1.92olarak hesaplanmıştır.
ESR ölçümleri sonucunda ortalama g değerleri nonperiferal ve periferal bakır 
ftalosiyanin molekülleri için sırasıyla 1.95 ve 2.0813; nonperiferal ve periferal kobalt
molekülleri için sırasıyla 2.3067 ve 2.4066 olarak hesaplanmıştır. Bu durum, bütün 
moleküllerde eksensel simetri olduğunu göstermiştir.
Yapılan çalışmalar, ftalosiyaninlerde yer alan metal türünün ve sübstitüent
grubun pozisyonunun manyetik özellikleri etkilediğini göstermiştir.

Anahtar Kelimeler: Ftalosiyanin, periferal, nonperiferal, manyetik duygunluk, 
VSM, ESR.

Abstract:
This study investigates the magnetic properties of chemical compounds which 
are peripheral and nonperipheral alkyl-thia substitue phthalocyanines. 
In this study, first phthalocyanine molecules were synthesised which include 
copper and cobalt at peripheral and non-peripheral positions. After then, for each 
molecule, magnetisation measurements were done by using VSM (vibration sample 
magnetometer) when the magnetic field intensity was constant. ESR (electron spin 
resonance) measurements were done at room temperature.
As a result of VSM measurements, for each molecule shows Curie-Weiss 
behavior, and Curie and Weiss constants are calculated from fit of experimental data. 
It is observed that non-peripheral copper phthalocyanine structure has TIP 
(temperature independent paramagnetism) and weak antiferromagnetic 
intramolecular interaction is identified between metal center of these molecules. In 
peripheral copper phthalocyanine structure, diamagnetic contribution and weak 
ferromagnetic intramolecular interaction between metal center of these molecule are 
observed. For non-peripheral copper phthalocyanine and peripheral copper 
phthalocyanine, effective magnetic moment values are calculated as 1.95 and 1.55
respectively. It is obtained that structure of both non-peripheral, and peripheral cobalt 
phthalocyanine molecules have TIP and also ferromagnetic intramolecular 
interaction between their metal center. The effective magnetic moment value is 
calculated for peripheral cobalt phthalocyanine as 1.98, and for non-peripheral cobalt 
phthalocyanine as 1.92.
After ESR measurements, average g-values for non-peripheral and peripheral 
copper phthalocyanine are calculated as 1.95 and 2.083 respectively, g-values for 
non-peripheral and peripheral cobalt phthalocyanine molecules are 2.3067 and 
2.4066, respectively. All the phthalocyanine molecules show axially symmetric 
structure.
Finally, type of the metal and position of substituent group affects magnetic 
properties of phthalocyanine molecules.

Keywords: Phthalocyanine, peripheral, non-peripheral, magnetic susceptibility, 
VSM, ESR