Organisk ferromagnetisme:Fældning spinder i den glasagtige tilstand af en organisk netværksstruktur

Et internationalt team af forskere tilknyttet UNIST har introduceret en spændende ny organisk netværksstruktur, der viser ren organisk ferromagnetisme fra ren p-TCNQ uden metalforurening ved stuetemperatur. Resultaterne er blevet offentliggjort i Chem .

Dette gennembrud er blevet ledet af professor Jong-Beom Baek og hans forskerteam på School of the Energy and Chemical Engineering ved UNIST. I undersøgelsen, forskergruppen har syntetiseret en netværksstruktur fra selvpolymerisationen af ​​tetracyanoquinodimethan (TCNQ) monomer. Den designede organiske netværksstruktur genererer stabile neutrale radikaler.

I over to årtier har der har været udbredt skepsis omkring påstande om organisk plast ferromagnetisme, mest på grund af kontaminering af overgangsmetaller. Der er blevet gjort en stor indsats for at udvikle magneter i rent organiske forbindelser baseret på frie radikaler, drevet af både videnskabelig nysgerrighed og de potentielle anvendelser af en "plastmagnet". Forskere har derfor søgt at udelukke forureningsproblemerne og realisere magnetiske egenskaber fra ren organisk plast.

Dette forskningsarbejde rapporterer designet, syntese og magnetiske egenskaber ved en triazin-netværksstruktur, der viser ferromagnetisme ved stuetemperatur, der stammer fra rent organisk materiale. Polymernetværket blev realiseret ved selvpolymerisation af TCNQ i trifluormethansulfonsyre (TFMSA) ved 155 grader C. Meget stabile frie radikaler genereres ved at vride π-bindinger omkring triazinringene og ved at fange i den glasagtige tilstand af en polymeriseret TCNQ (p-TCNQ) netværksstruktur.

Tilstedeværelsen af ​​uparrede elektroner (radikaler) i p-TCNQ blev bekræftet af elektron-spin-resonans (ESR) spektroskopi i fast tilstand og magnetisk karakterisering afslørede tilstedeværelsen af ​​spin ½ øjeblikke, hvilket fører til ferromagnetisk orden med en kritisk temperatur, der er væsentligt højere end stuetemperatur. De eksperimentelle resultater blev understøttet af streng teoretisk beregning for at verificere oprindelsen af ​​organisk ferromagnetisme.

Denne undersøgelse er blevet udført i fællesskab af Javeed Mahmood of Energy and Chemical Engineering, Jungmin Park of Material Science and Engineering, og Dongbin Shin fra Institut for Fysik ved UNIST. Professor Jong-Beom Baek og professor Jung-Woo Yoo i materialevidenskab og teknik overvågede projektet som en tilsvarende forfatter til denne undersøgelse.

"Vores undersøgelse foreslår ikke kun nye retninger i organiske magnetiske materialer, men præsenterer også en lang række muligheder for at designe nye strukturer med neutrale stabile radikaler, som viser ferromagnetisk orden, "siger professor Baek." Dette materiale forventes at tiltrække opmærksomhed på mange områder på grund af den videnskabelige nysgerrighed og de potentielle anvendelser af plastmagneter. "