Synthesis of a series of compounds of cobalt(II) salts with simple organic ligands and investigation of their magnetic properties in order to obtain a new Single Ion Magnet

W ramach poniższej pracy podjąłem próbę syntezy szeregu związków chlorku i bromku kobaltu (II) z ligandami organicznymi takimi jak TEMED, TMPDA, imidazol, mocznik i pochodne pirydyny. Syntezy w których rolę ligandu organicznego pełniły imidazol i mocznik nie zakończyły się otrzymaniem krystalicznej fazy stałej. W przypadku pozostałych ligandów otrzymane produkty w postaci kryształów badałem za pomocą magnetometru typu SQUID pod kątem wykazywania przez nie właściwości typowych dla związków typu Single Ion Magnet. W próbkach zawierających TEMED i TMPDA wykryłem istnienie fazy porządkującej się magnetycznie, co wykluczyło je z kręgu potencjalnych związków typu SIM. Dla próbek zawierających 2-metylpirydynę oraz 2-winylpirydynę stałoprądowe właściwości magnetyczne nie wykazywały dalekozasięgowego porządkowania magnetycznego, jednak związki te nie cechowały się występowaniem relaksacji magnetycznych. Związki zawierające 4-etylpirydynę nie wykazywały porządkowań oraz wykazywały relaksacje magnetyczne. Wyznaczyłem ich czas relaksacji oraz wysokość bariery energetycznej:- dla Co(4-etpy)_2Cl_2: tau_0=6.910^{-9} s, Delta/k_B = 27.8(1.8) K,- dla Co(4-etpy)_2Br_2: tau_0=2.610^{-9} s, Delta/k_B = 27.2(1.3) K.Powyższe dwa związki są nowymi związkami typu SIM. Dodatkowo w poniższej pracy zaprezentowałem wyznaczone struktury krystalograficzne związków: Co(4-etpy)_2Cl_2, Co(4-etpy)_2Br_2 i Co(2-mepy)_2Br_2.

Within the following Thesis, I have attempted to synthesize a number of cobalt (II) chloride and bromide compounds with organic ligands such as TEMED, TMPDA, imidazole, urea and pyridine derivatives. Synthesis in which the role of the organic ligand was played by imidazole or urea did not deliver a crystalline solid phase. In the case of other ligands, the obtained products in the form of crystals were examined by means of a SQUID magnetometer in search of magnetic properties typical for Single Ion Magnets. In the samples containing TEMED and TMPDA, I detected the existence of a magnetically ordering phase, which excluded them from the circle of potential SIMs. For samples containing 2-methylpyridine and 2-vinylpyridine, the DC magnetic properties did not show long-range magnetic ordering, however, these compounds did not exhibit magnetic relaxation. Compounds containing 4-ethylpyridine did not exhibit ordering and exhibited magnetic relaxation. I have determined their time of relaxation and the height of the energy barrier:- for Co(4-etpy)_2Cl_2: tau_0=6.910^{-9} s, Delta/k_B = 27.8(1.8) K,- for Co(4-etpy)_2Br_2: tau_0=2.610^{-9} s, Delta/k_B = 27.2(1.3) K.The above two compounds are new Single Ion Magnets. In addition, in the following work I presented the crystallographic structures of the following compounds: Co(4-etpy)_2Cl_2, Co(4-etpy)_2Br_2 and Co(2-mepy)_2Br_2.