Фотомагнетизм - Photomagnetism

Энергетическая диаграмма переходов между основным состоянием и магнитным состоянием. Сплошные стрелки представляют поглощение фотонов, а пунктирные стрелки - безызлучательные процессы.

Фотомагнетизм (фотомагнитный эффект) - это эффект, при котором материал приобретает (а в некоторых случаях теряет) свою ферромагнитный свойства в ответ на свет. Текущая модель этого явления - это индуцированный светом перенос электронов с изменением направления спина электрон. Это приводит к увеличению спиновой концентрации, вызывая магнитный переход.[1] В настоящее время наблюдается только сохранение эффекта (в течение любого значительного времени) при очень низкой температуре. Но при таких температурах, как 5К, эффект может сохраняться несколько дней.[1]

Механизм

Намагничивание и размагничивание (где не размагничивается термически) происходят через промежуточные состояния. [2] как показано (справа). Длины волн намагничивания и размагничивания обеспечивают системе энергию для достижения промежуточных состояний, которые затем безызлучательно релаксируют в одно из двух состояний (промежуточное состояние для намагничивания и размагничивания различны, поэтому поток фотонов не тратится на релаксацию к то же состояние, из которого система только что была возбуждена). Прямой переход из основного состояния в магнитное состояние и, что более важно, наоборот, является запрещенный переход, и это приводит к тому, что намагниченное состояние становится метастабильный и сохраняется длительное время при низких температурах.

Аналоги берлинской голубой

Одна из наиболее перспективных групп молекулярных фотомагнитных материалов - Co-Fe. Берлинская лазурь аналоги (т.е. соединения с той же структурой и аналогичным химическим составом, что и берлинская лазурь. Аналог берлинской синей имеет химическую формулу M1-2xCo1 + х[Fe (CN)6] • zH2O, где x и z - переменные (z может быть равным нулю), а M - щелочной металл. Аналоги берлинской голубой имеют кубическую структуру с центром лица.

Важно, чтобы конструкция была нестехиометрический.[3] В этом случае молекулы железа случайным образом заменяются водой (6 молекул воды на замененное железо). Этот нестехиометрический характер необходим для фотомагнетизма аналогов берлинской синей, поскольку области, содержащие вакансию железа, более стабильны в немагнитном состоянии, а области без вакансии более стабильны в магнитном состоянии. При освещении правильной частотой одна или другая из этих областей может быть локально изменена в ее более стабильное состояние из объемного состояния, что вызывает фазовый переход всей молекулы. Обратное изменение фазы может быть выполнено путем возбуждения другого типа области соответствующей частотой.

Смотрите также

Рекомендации

  1. ^ а б Pejaković, Dušan A .; Мэнсон, Джейми Л .; Миллер, Джоэл С .; Эпштейн, Артур Дж. (2000). "Фотоиндуцированный магнетизм, динамика и поведение кластерного стекла магнита на основе молекул". Письма с физическими проверками. 85 (9): 1994–1997. Bibcode:2000ПхРвЛ..85.1994П. Дои:10.1103 / PhysRevLett.85.1994. ISSN  0031-9007. PMID  10970666.
  2. ^ Гютлих, П. (2001). «Фотопереключаемые координационные соединения». Обзоры координационной химии. 219-221: 839–879. Дои:10.1016 / S0010-8545 (01) 00381-2. ISSN  0010-8545.
  3. ^ Кавамото, Тору; Асаи, Ёсихиро; Абэ, Шуджи (2001). «Новый механизм фотоиндуцированных обратимых фазовых переходов в молекулярных магнитах». Письма с физическими проверками. 86 (2): 348–351. arXiv:cond-mat / 0006076. Bibcode:2001ПхРвЛ..86..348К. Дои:10.1103 / PhysRevLett.86.348. ISSN  0031-9007. PMID  11177828.

дальнейшее чтение

  • Окоши, Син-ичи; Токоро, Хироко (2012). "Фотомагнетизм в циано-мостиковых биметаллических сборках". Отчеты о химических исследованиях. 45 (10): 1749–1758. Дои:10.1021 / ar300068k. ISSN  0001-4842. PMID  22869535.
  • Хан, Джи; Мэн, Цзи-Бен (2009). «Прогресс в синтезе, фотохромизме и фотомагнетизме производных биинденилидендиона». Журнал фотохимии и фотобиологии C: Обзоры фотохимии. 10 (3): 141–147. Дои:10.1016 / j.jphotochemrev.2009.10.001. ISSN  1389-5567.