Structural approach of the spin crossover phenomenon by X ray diffraction under constraint (T, P, hv)

Approche structurale du phénomène de transition de spin par diffraction des rayons X sous contraintes (T, P, hv)

Mathieu Marchivie (1)

1 ICMCB - Institut de Chimie de la Matière Condensée de Bordeaux

The spin transition phenomenon corresponds to the spin state modification of a transition metal ion under an external perturbation (T, P, B, hv). Some iron (II) complexes, for example, can change from the paramagnetic spin state (S = 2) to the diamagnetic low spin state (S = 0). Before thinking to potential industrial applications, it is necessary to understand and control the differences of magnetic behaviour of such compounds. To this aim, the molecular science group of the ICMCB is studying, for a few years, mononuclear iron (II) complexes, which present very distinct spin transition magnetic features. In this thesis, the structural parameters which govern the behaviour differences from one complex to the other are identified. Moreover, direct correlations between the magnetic features and the structural properties of the [FeL (NCS) ] series of complexes are pointed out. In addition, for the first time, the crystal structures of theses complexes in metastable high spin states obtained by thermal trapping or by light irradiation at very low temperature have been determined.

Le phénomène de transition de spin correspond au changement d'état de spin d'un ion de transition sous l'action d'une perturbation extérieure (T, P, B, hv). Dans certains complexes du Fe(II), par exemple, l'ion peut basculer de l'état haut spin paramagnétique (S=2) vers l'état bas spin diamagnétique (S=0). Avant d'envisager des applications industrielles, il est nécessaire de bien comprendre et de maîtriser les différences de comportement magnétique de ces composés. C'est dans ce contexte que l'équipe des sciences moléculaires de l'ICMCB étudie depuis quelques années des complexes mononucléaires du Fe(II) aux caractéristiques magnétiques de transition de spin très variées. Dans ce travail de thèse, les paramètres structuraux à l'origine des différences de comportement d'un complexe à l'autre sont identifiés. De plus, des corrélations directes entre propriétés magnétiques et les propriétés structurales des complexes de la série [FeLn(NCS)2]sont mises en évidence. Par ailleurs, pour la première fois, les structures cristallines de ces complexes dans des états métastables atteints par effet de trempe thermique ou par photo-excitation à très basse température ont été déterminées.

Mots clés: Transition de spin; Fer(II); Propriétés structurales; Diffraction des rayons X; Haute Pression; Transition de phase; Etats métastables; Photo magnétisme.; Photo magnétisme; Spin transition; Iron(II); Structural properties; X-ray Diffraction; High Pressure; Phase transition; Métastable states; Photo magnetism.

Domaines: Matériaux

Mathieu Marchivie. Approche structurale du phénomène de transition de spin par diffraction des rayons X sous contraintes (T, P, hv). Matériaux. Université Sciences et Technologies - Bordeaux I, 2003. Français. ⟨NNT : ⟩. ⟨tel-00008265⟩