論文の概要: Nitrogen-vacancy magnetometry of individual Fe-triazole spin crossover nanorods

• arxiv url: http://arxiv.org/abs/2303.09636v4
• Date: Mon, 5 Jun 2023 22:46:08 GMT
• ステータス: 処理完了
• システム内更新日: 2023-06-07 20:26:17.473000
• Title: Nitrogen-vacancy magnetometry of individual Fe-triazole spin crossover nanorods
• Title（参考訳）: 個々のFe-トリアゾールスピンクロスオーバーナノロッドの窒素空孔磁気測定
• Authors: Suvechhya Lamichhane, Kayleigh A McElveen, Adam Erickson, Ilja Fescenko, Shuo Sun, Rupak Timalsina, Yinsheng Guo, Sy-Hwang Liou, Rebecca Y. Lai, Abdelghani Laraoui
• Abstract要約: Fe-トリアゾール分子は、高スピン(HS)と低スピン(LS)状態の間の熱的、電気的、光学的スイッチングを示す。 窒素空孔(NV)に基づく磁気測定は、Fe-トリアゾールLS状態の磁気特性を研究するために用いられる。
• 参考スコア（独自算出の注目度）: 5.0397136289943685
• License: http://arxiv.org/licenses/nonexclusive-distrib/1.0/
• Abstract: [Fe(Htrz)2(trz)](BF4) (Fe-triazole) spin crossover molecules show thermal, electrical, and optical switching between high spin (HS) and low spin (LS) states, making them promising candidates for molecular spintronics. The LS and HS transitions originate from the electronic configurations of Fe(II), and are considered to be diamagnetic and paramagnetic respectively. The Fe(II) LS state has six paired electrons in the ground states with no interaction with the magnetic field and a diamagnetic behavior is usually observed. While the bulk magnetic properties of Fe-triazole compounds are widely studied by standard magnetometry techniques their properties at the individual level are missing. Here we use nitrogen vacancy (NV) based magnetometry to study the magnetic properties of the Fe-triazole LS state of nanoparticle clusters and individual nanorods of size varying from 20 to 1000 nm. Scanning electron microscopy (SEM) and Raman spectroscopy are performed to determine the size of the nanoparticles/nanorods and to confirm their respective spin state. The magnetic field patterns produced by the nanoparticles/nanorods are imaged by NV magnetic microscopy as a function of applied magnetic field (up to 350 mT) and correlated with SEM and Raman. We found that in most of the nanorods the LS state is slightly paramagnetic, possibly originating from the surface oxidation and/or the greater Fe(III) presence along the nanorod edges. NV measurements on the Fe-triazole LS state nanoparticle clusters revealed both diamagnetic and paramagnetic behavior. Our results highlight the potential of NV quantum sensors to study the magnetic properties of spin crossover molecules and molecular magnets.
• Abstract（参考訳）: [Fe(Htrz)2(trz)](BF4)(Fe-トリアゾール)スピンクロスオーバー分子は、高スピン(HS)状態と低スピン(LS)状態の間の熱的、電気的、光学的スイッチングを示し、分子スピントロニクスの候補となる。 LSおよびHS遷移は、Fe(II)の電子配置に由来するものであり、それぞれ反磁性および常磁性であると考えられている。 fe(ii) ls状態は基底状態において6対の電子を持ち、磁場と相互作用せず、反磁性挙動が観察される。 fe-トリアゾール化合物のバルク磁気特性は標準磁気測定法によって広く研究されているが、個々のレベルの特性は失われている。 ナノ粒子クラスターのFe-トリアゾールLS状態と20nmから1000nmの個々のナノロッドの磁気特性を調べるために,窒素空孔(NV)を用いた磁気測定を行った。 走査型電子顕微鏡(SEM)とラマン分光法(Raman spectroscopy)は、ナノ粒子/ナノロドのサイズを決定し、それぞれのスピン状態を確認する。 ナノ粒子/ナノロッドが生成する磁場パターンは、印加磁場(最大350mT)の関数としてNV磁気顕微鏡により撮像され、SEMおよびRamanと相関する。 ナノロッドのほとんどの場合、LS状態はわずかに常磁性であり、表面酸化および/またはナノロッドエッジに沿ったFe(III)の存在から生じる可能性がある。 Fe-トリアゾールLS状態ナノ粒子クラスターのNV測定により、反磁性と常磁性の両方の挙動が明らかになった。 我々は,スピンクロスオーバー分子と分子磁石の磁気特性を研究するために,NV量子センサの可能性を強調した。

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