Фотомагнетизм
Фотомагнетизм ( фотомагнитный эффект ) — это эффект, при котором материал приобретает (а в некоторых случаях теряет) свои ферромагнитные свойства в ответ на свет. Текущая модель этого явления представляет собой индуцированный светом перенос электрона , сопровождающийся изменением направления вращения электрона . Это приводит к увеличению спиновой концентрации, вызывая магнитный переход. [ 1 ] В настоящее время наблюдается сохранение эффекта (в течение значительного времени) только при очень низкой температуре. Но при таких температурах, как 5К, эффект может сохраняться несколько дней. [ 1 ]
Механизм
[ редактировать ]Намагничивание и размагничивание (если не размагничивается термически) происходят через промежуточные состояния. [ 2 ] как показано (справа). Длины волн намагничивания и размагничивания обеспечивают энергию для достижения системой промежуточных состояний, которые затем безызлучательно релаксируют в одно из двух состояний (промежуточное состояние для намагничивания и размагничивания различно, поэтому поток фотонов не тратится впустую на релаксацию к то же состояние, из которого система только что была возбуждена). Прямой переход из основного состояния в магнитное и, что более важно, наоборот, является запрещенным переходом , а это приводит к тому, что намагниченное состояние оказывается метастабильным и сохраняется в течение длительного периода при низких температурах.
Аналоги берлинской лазури
[ редактировать ]Одной из наиболее перспективных групп молекулярных фотомагнитных материалов являются Co-Fe аналоги берлинской лазури (т.е. соединения той же структуры и сходного химического состава с берлинской лазурью). Аналог берлинской лазури имеет химическую формулу M 1-2x Co 1+x. [Fe(CN) 6 ]•zH 2 O, где x и z — переменные (z может быть нулевым), а M — щелочной металл. Аналоги берлинской лазури имеют кубическую структуру граневого центра.
Существенно, чтобы структура была нестехиометрической . [ 3 ] В этом случае молекулы железа случайным образом заменяются водой (на одно замененное железо приходится 6 молекул воды). Эта нестехиометрия важна для фотомагнетизма аналогов берлинской лазури, поскольку области, содержащие вакансию железа, более стабильны в немагнитном состоянии, а области без вакансии более стабильны в магнитном состоянии. При освещении правильной частотой та или иная из этих областей может быть локально переведена в более стабильное состояние из объемного состояния, вызывая фазовый переход всей молекулы. Обратное изменение фазы может быть достигнуто путем возбуждения области другого типа соответствующей частотой.
См. также
[ редактировать ]Ссылки
[ редактировать ]- ^ Jump up to: а б Пеякович, Душан А.; Мэнсон, Джейми Л.; Миллер, Джоэл С.; Эпштейн, Артур Дж. (2000). «Фотоиндуцированный магнетизм, динамика и поведение кластерного стекла магнита на основе молекул». Письма о физических отзывах . 85 (9): 1994–1997. Бибкод : 2000PhRvL..85.1994P . doi : 10.1103/PhysRevLett.85.1994 . ISSN 0031-9007 . ПМИД 10970666 .
- ^ Гютлих, П. (2001). «Фотопереключаемые координационные соединения». Обзоры координационной химии . 219–221: 839–879. дои : 10.1016/S0010-8545(01)00381-2 . ISSN 0010-8545 .
- ^ Кавамото, Тору; Асаи, Ёсихиро; Абэ, Шуджи (2001). «Новый механизм фотоиндуцированных обратимых фазовых переходов в молекулярных магнитах». Письма о физических отзывах . 86 (2): 348–351. arXiv : cond-mat/0006076 . Бибкод : 2001PhRvL..86..348K . дои : 10.1103/PhysRevLett.86.348 . ISSN 0031-9007 . ПМИД 11177828 . S2CID 24426936 .
Дальнейшее чтение
[ редактировать ]- Окоси, Синъити; Токоро, Хироко (2012). «Фотомагнетизм в цианомостовых биметаллических сборках». Отчеты о химических исследованиях . 45 (10): 1749–1758. дои : 10.1021/ar300068k . ISSN 0001-4842 . ПМИД 22869535 .
- Хан, Цзе; Мэн, Джи-Бен (2009). «Прогресс в синтезе, фотохромизме и фотомагнетизме производных биинденилидендиона». Журнал фотохимии и фотобиологии C: Обзоры фотохимии . 10 (3): 141–147. doi : 10.1016/j.jphotochemrev.2009.10.001 . ISSN 1389-5567 .