Magnétochimie | Texte intégral gratuit | Variabilité des changements de conductance associés au changement de l’état de spin dans les complexes de croisement de spin moléculaire

Il existe un certain nombre de complexes de métaux de transition qui présentent un changement réversible de l’état de spin, généralement avec la température. [1,2,3,4,5,6] mais aussi avec la tension [7]lumière [8,9,10]pression [9,10,11,12], et d’autres perturbations externes. Pour les complexes Fe (II), dans l’état diamagnétique à faible spin (LS,

t

2
g

6

e

g

0

, 1UN1), plus l’énergie t est faible2g L’orbitale moléculaire est entièrement occupée, ne laissant aucun électron non apparié. Inversement, dans l’état paramagnétique à haut spin (HS,

t

2
g

4

e

g

2

, 5T2), plus l’énergie est élevée eg les orbitales moléculaires deviennent occupées, ce qui entraîne des électrons non appariés [1,2,3,4,5,6]. Cette transition d’état de spin s’accompagne souvent d’un changement de conductance, parfois de plusieurs ordres de grandeur. [7,13,14,15,16,17,18,19,20,21,22,23,24,25,26,27,28,29,30,31,32,33,34,35,36,37,38,39,40,41,42,43,44,45,46,47]. Ce changement de conductance, associé à un changement d’état de spin, peut être contrôlé en tension. [7,14,15,18] et lorsqu’il est formé dans une bicouche avec un ferroélectrique moléculaire, un dispositif non volatil à tension contrôlée, basé sur des systèmes moléculaires, est réalisé [7,14,17], comme illustré sur la figure 1. Pour la plupart des applications de mémoire pratiques, la commutation doit être non volatile, isotherme (proche et supérieure à la température ambiante), bidirectionnelle et contrôlée en tension. Plus le changement de conductance avec la commutation isotherme de l’état de spin est important, meilleure est la fidélité du dispositif [7], mais ce qui contrôle exactement ce rapport marche/arrêt est loin d’être réglé. L’objectif de cette revue est de montrer que même si des changements significatifs de conductance ont été observés pour accompagner le changement d’état de spin moléculaire, l’ampleur de ce changement dépend d’un grand nombre de facteurs, qui ne sont pas tous complètement compris. Nous illustrons ces points en notant les différents résultats obtenus à partir de films minces de [Fe(H2B(pz)2)2(bipy)] (pz = (pyrazol-1-yl)-borate et bipy = 2,2′-bipyridine) et [Fe(Htrz)2(trz)](BF4) (où Htrz = 1H-1,2,4-triazole) à titre d’exemples. En particulier, nous soulignons que le mécanisme de commutation [14]la géométrie de l’appareil ainsi que la résistance de contact [37] affectent grandement non seulement le rapport marche/arrêt mais également la conductance. Nous soulignons également que les additifs polymères [16,45] ainsi que des sels de transfert de charge [22,43,46,47,48] ont une forte influence sur la conductance et fréquemment aussi sur le rapport marche/arrêt [16,43]. Bien que l’on puisse spéculer sur un mécanisme de changement de conductance dans les complexes de croisement de spin, une image définitive reste actuellement insaisissable, comme nous le montrons ici. [Fe(H2B(pz)2)2(bipy)] (pz = (pyrazol-1-yl)-borate et bipy = 2,2′-bipyridine) et [Fe(Htrz)2(trz)](BF4) (où Htrz = 1H-1,2,4-triazole) sont très différents mais les deux complexes sont désormais bien étudiés. Le [Fe(H2B(pz)2)2(bipy)] (pz = (pyrazol-1-yl)-borate et bipy = 2,2′-bipyridine) le complexe de croisement de spin est représenté sur la figure 2; la transition de spin pour ce complexe se produit vers 120 K de spin [14,17,49,50,51,52,53,54,55]. Le polymère à croisement de spin [Fe(Htrz)2(trz)](BF4)](Htrz = 1H-1,2,4-triazole) est schématiquement représenté sur la figure 3 ; la transition de spin pour ce complexe se produit au-dessus de la température ambiante, à environ 340 K [13,16,31,32,33,34,36,38,39,40,45].

Bibliographie :

Harmonies économiques/Chapitre 4.,Référence litéraire de cet ouvrage.

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