Atomic Scale Evidence of the Switching Mechanism in a Photomagnetic CoFe Dinuclear Prussian Blue Analogue

Autor: Fabrice Wilhelm, Andrei Rogalev, Jean-Paul Kappler, Amélie Juhin, Edwige Otero, Philippe Sainctavit, Dongfeng Li, Corine Mathonière, M.-A. Arrio, Mathieu Rouzières, Pierre Dechambenoit, Rodolphe Clérac, Dmitri Mitcov, Sadaf Fatima Jafri, Christophe Cartier dit Moulin, Evangelia S. Koumousi, Loïc Joly
Přispěvatelé: Institut de minéralogie, de physique des matériaux et de cosmochimie (IMPMC), Muséum national d'Histoire naturelle (MNHN)-Institut de recherche pour le développement [IRD] : UR206-Sorbonne Université (SU)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS), Institut de Chimie de la Matière Condensée de Bordeaux (ICMCB), Université de Bordeaux (UB)-Institut Polytechnique de Bordeaux-Institut de Chimie du CNRS (INC)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS), Centre de Recherche Paul Pascal (CRPP), Université de Bordeaux (UB)-Institut de Chimie du CNRS (INC)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS), College of Chemistry, Central China Normal Univesity, Synchrotron SOLEIL (SSOLEIL), Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS), European Synchrotron Radiation Facility (ESRF), Institut de Physique et Chimie des Matériaux de Strasbourg (IPCMS), Université de Strasbourg (UNISTRA)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Matériaux et nanosciences d'Alsace (FMNGE), Institut de Chimie du CNRS (INC)-Université de Strasbourg (UNISTRA)-Université de Haute-Alsace (UHA) Mulhouse - Colmar (Université de Haute-Alsace (UHA))-Institut National de la Santé et de la Recherche Médicale (INSERM)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Institut de Chimie du CNRS (INC)-Université de Strasbourg (UNISTRA)-Université de Haute-Alsace (UHA) Mulhouse - Colmar (Université de Haute-Alsace (UHA))-Institut National de la Santé et de la Recherche Médicale (INSERM)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Réseau nanophotonique et optique, Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Université de Strasbourg (UNISTRA)-Université de Haute-Alsace (UHA) Mulhouse - Colmar (Université de Haute-Alsace (UHA))-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Université de Strasbourg (UNISTRA), Institut Parisien de Chimie Moléculaire (IPCM), Institut de Chimie du CNRS (INC)-Université Pierre et Marie Curie - Paris 6 (UPMC)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS), GDR MCM2 (Magnétisme et commutation moléculaires), and the MOLSPIN COST action CA15128., ANR-10-BLAN-0712,SWITCH,Commutateur Photo-Magnétique Unimoléculaire(2010), ANR-09-BLAN-0175,AC-MAGnets,Association Contrôlée de Molécules-Aimants pour une nouvelle Génération de Matériaux magnétiques(2009), ANR-12-PDOC-0038,PhotoSCM,Synthèse et étude de chaines aimant photocommutables(2012), Université de Strasbourg (UNISTRA)-Matériaux et nanosciences d'Alsace (FMNGE), Institut de Chimie du CNRS (INC)-Université de Strasbourg (UNISTRA)-Université de Haute-Alsace (UHA) Mulhouse - Colmar (Université de Haute-Alsace (UHA))-Institut National de la Santé et de la Recherche Médicale (INSERM)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Institut de Chimie du CNRS (INC)-Université de Strasbourg (UNISTRA)-Université de Haute-Alsace (UHA) Mulhouse - Colmar (Université de Haute-Alsace (UHA))-Institut National de la Santé et de la Recherche Médicale (INSERM)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Réseau nanophotonique et optique
Rok vydání: 2018
Předmět:
Zdroj: Journal of the American Chemical Society
Journal of the American Chemical Society, American Chemical Society, 2019, 141 (8), pp.3470-3479. ⟨10.1021/jacs.8b10484⟩
ISSN: 1520-5126
0002-7863
DOI: 10.1021/jacs.8b10484
Popis: International audience; Molecular complexes based on Prussian Blue analogues have recently attracted considerable interest for their unique bistable properties combined to ultimately reduced dimensions. Here, we investigate the first dinuclear FeCo complex exhibiting both thermal and photomagnetic bistability in the solid state. Through an experimental and theoretical approach combining local techniques—X-ray absorption spectroscopy (XAS), X-ray magnetic circular dichroism (XMCD), and ligand field multiplet calculations—we were able to evidence the changes occurring at the atomic scale in the electronic and magnetic properties. The spectroscopic studies were able to fully support at the atomic level the following conclusions: (i) the 300 K phase and the light-induced excited state at 4 K are both built from FeLSIII–CoHSII paramagnetic pairs with no apparent reorganization of the local structure, (ii) the 100 K phase is composed of FeLSII–CoLSIII diamagnetic pairs, and (iii) the light-induced excited state is fully relaxed at an average temperature of ≈50 K. In the paramagnetic phase at 2 K, XAS and XMCD reveal that both Fe and Co ions exhibit a rather large orbital magnetic moment (0.65 μB and 0.46 μB, respectively, under an external magnetic induction of 6.5 T), but it was not possible to detect a magnetic interaction between spin centers above 2 K.
Databáze: OpenAIRE
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