La Dra. Elena Bartolomé ha participat en la 68a Conferencia Anual sobre Magnetisme i Materials Magnètics celebrada a la ciutat de Dallas (Estats Units) entre el 29 d’Octubre i el 3 de Novembre, on va presentar una contribució oral sobre “Magnetism of Multifunctional Metal-Orgànic Frameworks incorporating tailored combinations of rare-earth cations”.
Les estructures metalorgàniques (MOFs, en anglès) que incorporen ions de terres rares son uns materials amb un gran interès per les seves nombroses aplicacions en camps com ara la luminescència, la refrigeració magnètica i la computació quàntica. Recentment el nostre equip ha sigut capaç de sintetitzar el primer MOF multimetàlic incorporant qualsevol combinació desitjada de cations de terres rares, gràcies a la utilització de un lligand de tipus carborà. Aquesta fita obre les portes per a la investigació de “materials magnètics composicionalment complexos“, i la preparació de materials multifuncionals per a diverses aplicacions.
En la presentació al MMM, la Dra. Elena Bartolomé va presentar dos exemples seleccionats per demostrar la gran potencialitat d’aquets MOFs multimetàlics: (i) com a proba de concepte, el primer MOF capaç d’incorporar fins a vuit ions (Dy, Tb, Gd, Ce, Yb, Eu, La, Y), i (ii) la síntesis i caracterització de MOFs “autorefrigerats” {GdLn} que combinen el ió Gd amb efecte magnetocalòric amb altres lantànids, que poden funcionar com a qubits, memòries magnètiques o unitats luminescents.
La professora Dra. Elena Bartolomé acaba de publicar un article a la prestigiosa revista Advanced Materials Interfaces, amb un índex de impacte de 6.4, titulat “Surface Deposition Induced Reduction of the Ground State Spin in Cr10 Wheel”. Aquest treball ha estat fruit d’una extensa col·laboració amb personal investigador del Instituto de Nanociencia y Materiales de Aragón (INMA-CSIC), la Universitat de Pàdua, el ICN2 i el Sincrotró ALBA de Barcelona. L’article es troba disponible en Open acces.
L’objectiu de desenvolupar materials magnètics de baixa dimensionalitat per a diverses aplicacions com ara la espintrònica molecular o la computació quàntica, ha despertat l’interès en els darrers anys per depositar imants moleculars en superfície i estudiar les seves propietats, les quals poden diferir de manera significativa respecte al material massiu.
En aquest treball es presenta el depòsit i caracterització de monocapes i multicapes de rodes moleculars de crom {Cr10} depositades per sublimació sobre substrats monocristal·lins d’Au(111) i Cu(111), combinant diverses tècniques com ara microscòpia STM, i magnetometria XAS-XMCD realitzada en el sincrotró ALBA (Figura a-c).
En un treball anterior, s’havia demostrat que les rodes de {Cr10} en estat massiu mostren anisotropia magnètica axial i un espí total alt (S = 9), originat per un esquema de interaccions moleculars atípic: la roda es composa de dues semicorones de quatre ions Cr3+ acoblats ferromagnèticament, separades entre sí per dos ions Cr3+ acoblats antiferromagnèticament.
Les mesures magnètiques d’una monocapa (1ML) de {Cr10} sublimades sobre Ag(111) i Cu(111) mostren una dependència de la magnetització amb el camp magnètic aplicat molt suau. Aquesta dependència es va aproximant a la corba de magnetització del material massiu a mesura que augmenta el nombre de capes depositades. A més, s’observa una lleugera diferència entre les corbes de monocapes de {Cr10} sublimades sobre els dos substrats diferents (Figura d).
Es van realitzar simulacions de Montecarlo que van permetre comprendre les corbes de magnetització de les monocapes, en termes d’una reducció de l’espí total de l’estat fonamental del clúster, S = 3 o S = 6, com a conseqüència de les variacions en les interaccions en la roda induïdes per la deposició en la superfície (Figura e). La sensibilitat de la configuració magnètica de {Cr10} a les distorsions menors de la conformació intramolecular podria ser explotada per controlar el magnetisme mitjançant estímuls externs per a diverses aplicacions.
Figura. (a) Estructura de la roda molecular {Cr10}, (b), (c) imatges STM de una sola monocapa de {Cr10} depositada sobre Cu(111), (d) corbas de magnetització de 1ML, 14ML i material massiu, (e) models d’interacció magnètica.
Referència: “Surface Deposition Induced Reduction of the Ground State Spin in Cr10 Wheel”, Elena Bartolomé, Ludovica Ferrari, Francesco Sedona, Ana Arauzo, Javier Rubín, Javier Luzón, Julia Herrero-Albillos, Mirco Panighel, Aitor Mugarza, Marzio Rancan, Mauro Sambi, Lidia Armelao, Juan Bartolomé, Fernando Bartolomé, doi.org/10.1002/admi.202300146, Advanced Materials Interfaces (2023). Disponible online: https://onlinelibrary.wiley.com/doi/full/10.1002/admi.202300146
Entre els dies 5 i 10 de Juliol, la professora de l’EUSS Elena Bartolomé va participar al Congrés Internacional de Magnetisme, que es va celebrar al Palau de Congresos de Barcelona, on va presentar una contribució sobre “Caracterització magnètica i estructural de nanocomposites híbrids de YBCO-CFO preparats per Deposició de Solució Química”. En la seva XX edició, el congrès va congregar més de 2.000 especialistes de tot el món.
L’Elena Bartolomé amb alguns dels organitzadors de l’ICM2015 (d’esquerra a dreta, Fernando Bartolomé, Xavier Batlle, Amical Labarta, Benjamín Martínez) en el event social del congrès, celebrat al Poble Espanyol.
