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유기 모델 S=1 할데인 체인 시스템 BoNO의 특성


핵심 개념
BoNO는 거의 등방적인 g 인자를 갖는 최초의 할데인 시스템으로, 매우 작은 자기 이방성을 가진 독특한 시스템입니다.
초록

BoNO: 거의 등방적인 g 인자를 갖는 새로운 유기 S=1 할데인 체인 시스템

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본 연구 논문에서는 새로운 유기 S=1 체인 시스템인 m-NO2PhBNO (BoNO)의 특성을 소개합니다. BoNO는 아미노キ실 그룹의 두 개의 짝을 이루지 않은 전자가 강력하게 강자성적으로 결합되어(|JFM| >∼500 K) 각 분자에 대해 유효 S=1 상태를 형성하는 비라디칼 시스템입니다. BoNO 디라디칼 체인은 결정학적 a 축을 따라 전파됩니다.
BoNO는 기존의 절차에 따라 1,3,5-트리브로모벤젠에서 시작하여 3-니트로페닐보론산과의 스즈키 커플링을 거쳐 새로 준비한 Ag2O로 처리하여 합성했습니다. 얻어진 물질을 실리카겔 컬럼 크로마토그래피로 디에틸 에테르와 n-헥산을 사용하여 정제했습니다. 실온에서 디에틸 에테르와 n-헥산의 농축된 혼합 용액으로부터 천천히 증발시켜 재결정화하여 BoNO의 적색 판상 단결정을 얻었습니다. 일반적인 결정 크기는 4 × 1 × 0.2 mm3였습니다. 결정학적 데이터는 Mo Kα(λ = 0.71 Å) 방사선 소스를 사용하는 Oxford Xcalibur 3 회절계에서 수집했습니다. 2 × 1.5 × 0.2 mm3 샘플을 4원 κ-고니오미터에 에폭시 접착하고 건조 질소 전류에서 T = 100K 및 T = 300K에서 측정했습니다. 데이터 수집 및 셀 미세 조정은 CrysAlis 소프트웨어로 수행했으며, 구조는 직접적인 방법으로 해결하고 SHELX 소프트웨어 제품군을 사용하여 이방성으로 미세 조정했습니다. 누락된 수소 원자 위치는 범용 힘 장 분자 최적화를 사용하여 미세 조정했습니다. DFT 계산은 평면파 코드 Quantum ESPRESSO를 사용하여 수행했으며, vdW-DF-cx 교환-상관 함수 및 소위 GBRV 슈도포텐셜을 사용했으며, 평면파 기저 세트에 대한 에너지 차단은 40Ry였습니다. 단위 셀을 실험적인 셀에 고정한 상태에서 각 원자에 대한 힘이 0.03eV/Å 미만이 될 때까지 원자 위치를 완화했습니다. 저자기장 dc 자화 측정은 m = 69±6µg 샘플에서 Quantum Design MPMS3 자력계를 사용하여 수행했습니다. 자화율은 측정된 자화를 인가된 자기장으로 나누고 Mmol/m(Mmol= 몰 질량, m = 샘플 질량)을 곱하여 얻었습니다. 최대 약 40T의 펄스 자기장에서 고자기장 자화는 도쿄 대학교 고체물리학 연구소에서 비파괴 펄스 자석을 사용하여 측정했습니다. 모든 실험은 일반적인 크기가 1 × 1 × 0.2mm3인 작은 무작위 방향의 단결정을 사용하여 수행했습니다. X-밴드(~9.6GHz) EPR 실험은 유리 샘플 홀더에 장착하고 ITC503 온도 컨트롤러(안정성 ±0.05K)가 있는 Oxford Instruments ESR900 저온 유지 장치와 TEM104 이중 공동 공진기가 장착된 Bruker Elexsys E500 EPR 분광계가 있는 표준 Suprasil 석영 튜브(OD = 4mm)에서 동적 진공 상태로 밀봉하여 냉각하면서 수행했습니다. 일반적인 마이크로파 전력은 0.1mW로 설정되었으며 변조 필드는 0.02mT의 진폭과 100kHz의 변조 주파수로 설정되었습니다. NMR 연구를 위해 가장 긴 치수가 코일 축을 따라 있는 2축 고니오미터 프로브에 배치된 막대 모양의 BoNO 단결정(5 × 0.6 × 0.3mm)을 사용했습니다. NMR 데이터는 Apollo Tecmag 분광계를 사용하여 수집했으며, 평균 π/2 펄스 길이 tπ/2 = 0.8µs의 π/2 −τ −π 스핀 에코 시퀀스를 사용했습니다.

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