Дизайн магнитных и проводящих соединений на основе анион-радикальных мультидентантных пи-сопряженных лигандов (фуллерены, металломакроциклы, красители, гексаазатринафтилен) и парамагнитных d- и f-металлов

Гибридные соединения, на основе органических Пи-сопряженных молекул, Пи-электроны которых участвуют в передаче магнитных взаимодействий или реализации проводимости в органической подрешетке являются перспективными материалами для молекулярной электроники. В такие органические системы, за счет координации, можно ввести магнитные центры, которые могут создавать высокий магнитный момент, а их d- и f- электроны могут участвовать в магнитных взаимодействиях и влиять на проводящие свойства. Задачей данного исследования является создание новых функциональных координационных соединений с участием различных Пи-сопряженных соединений, которые при восстановлении могут образовывать полидентантные анион-радикальные лиганды, способные координировать одновременно до четырех парамагнитных центров. Различные Пи-сопряженные молекулы могут быть использованы для этих целей: фуллерены; металломакроциклы (порфирины, порфиразины); органические красители; гексаазатринафтилен и другие органические молекулы. Образующиеся при этом анион-радикалы являются достаточно сильными лигандами и могут координировать как d- (железо, кобальт, марганец, ванадий), f-металлы (диспрозий, тербий, эрбий, неодим и другие), так и металлы в низкой степени окисления в составе карбонилов или моноциклопентадиенильных комплексов кобальта(0), железа(I), молибдена(I), хрома(I). Наличие неспаренного электрона на таких полидентантных лигандах приводит к сильному антиферромагнитному обмену между спинами закоординированных металлов и спином лиганда. При этом, спины металлов в координационной структуре упорядочиваются ферромагнитно, то есть параллельного друг относительно друга, так как все они обмениваются только через спин лиганда, а прямое магнитное взаимодействие между металлами отсутствует. В результате такие координационные структуры показывают высокий магнитный момент. В таких системах могут наблюдаться высокие значения магнитного обмена (J) между магнитными центрами (J выше комнатной температуры), мономолекулярный магнетизм, фрустрация спинов в треугольниках из атомов металлов и другие эффекты. На основе анион-радикалов с закоординированными металлами могут быть получены различные функциональные соединения.