Single-molecule magnets: Structural characterization, magnetic properties, and 19F NMR spectroscopy of a Mn12 family spanning three oxidation levels

Inorganic Chemistry

Volumn 44, Issue 15, 2005, Pages 5304-5321

  Chakov, Nicole E ^a   Soler, Mònica ^a   Wernsdorfer, Wolfgang ^b   Abboud, Khalil A ^a   Christou, George ^a  

^a University of Florida ^*  (United States)

^b LABORATOIRE DE CRISTALLOGRAPHIE   (France)

Author keywords

[No Author keywords available]

Indexed keywords

FLUORINE; MANGANESE; ORGANOMETALLIC COMPOUND;

ARTICLE; CHEMICAL STRUCTURE; CHEMISTRY; MAGNETISM; METHODOLOGY; NUCLEAR MAGNETIC RESONANCE SPECTROSCOPY; OXIDATION REDUCTION REACTION; SURFACE PROPERTY; SYNTHESIS; TEMPERATURE; X RAY CRYSTALLOGRAPHY;

CRYSTALLOGRAPHY, X-RAY; FLUORINE; MAGNETIC RESONANCE SPECTROSCOPY; MAGNETICS; MANGANESE; MODELS, MOLECULAR; ORGANOMETALLIC COMPOUNDS; OXIDATION-REDUCTION; SURFACE PROPERTIES; TEMPERATURE;

EID: 23244464947     PISSN: 00201669     EISSN: None     Source Type: Journal    
DOI: 10.1021/ic050379w     Document Type: Article

References (103)

1. Sessoli, R.; Gatteschi, D.; Caneschi, A.; Novak, M. A. Nature 1993, 365, 141.
2. (a) Sessoli, R.; Tsai, H.-L.; Schake, A. R.; Wang, S.; Vincent, J. B.; Folting, K.; Gatteschi, D.; Christou, G.; Hendrickson, D. N. J. Am. Chem. Soc. 1993, 115, 1804.
3. (b) Aubin, S. M. J.; Wemple, M. W.; Adams, D. M.; Tsai, H.-L.; Christou, G.; Hendrickson, D. N. J. Am. Chem. Soc. 1996, 118, 7746.
4. Christou, G.; Gatteschi, D.; Hendrickson, D. N.; Sessoli, R. MRS Bull. 2000, 25, 66.
5. Barra, A.-L.; Debrunner, P.; Gatteschi, D.; Schultz, Ch. E.; Sessoli, R. Europhys. Lett. 1996, 35, 133.
6. (a) Brockman, J. T.; Abboud, K. A.; Hendrickson, D. N.; Christou, G. Polyhedron 2003, 22, 1765.
7. (b) Chakov, N. E.; Wernsdorfer, W.; Abboud, K. A.; Christou, G. Inorg. Chem. 2004, 43, 5919.
8. (c) Mishra, A.; Wernsdorfer, W.; Abboud, K. A.; Christou, G. J. Am. Chem. Soc. 2004, 126, 15648.
9. (d) Miyasaka, H.; Clérac, R.; Wernsdorfer, W.; Lecren, L.; Bonhomme, C.; Sugiura, K.; Yamashita, M. Angew. Chem., Int. Ed. 2004, 43, 2801.
10. (e) Rajaraman, G.; Murugesu, M.; Sañudo, E. C.; Soler, M.; Wernsdorfer, W.; Helliwell, M.; Muryn, C.; Raftery, J.; Teat, S. J.; Christou, G.; Brechin, E. K. J. Am. Chem. Soc. 2004, 126, 15445.
11. (f) Murugesu, M.; Raftery, J.; Wernsdorfer, W.; Christou, G.; Brechin, E. K. Inorg. Chem. 2004, 43, 4203.
12. (g) Tasiopoulos, A. J.; Vinslava, A.; Wernsdorfer, W.; Abboud, K. A.; Christou, G. Angew. Chem., Int. Ed. 2004, 43, 2117.
13. (h) Murugesu, M.; Wernsdorfer, W.; Abboud, K. A.; Christou, G. Angew. Chem., Int. Ed. 2005, 44, 892.
14. (i) Foguet-Albiol, D.; O'Brien, T. A.; Wernsdorfer, W.; Moulton, B.; Zaworotko, M. J.; Abboud, K. A.; Christou, G. Angew. Chem., Int. Ed. 2005, 44, 897.
15. Awschalom, D. D.; DiVincenzo, D. P. Phys. Today 1995, 48, 43.
16. Caneschi, A.; Gatteschi, D.; Sangregorio, C.; Sessoli, R.; Sorace, L.; Cornia, A.; Novak, M. A.; Paulsen, C.; Wernsdorfer, W. J. Magn. Magn. Mater. 1999, 200, 182.
17. Thomas, L.; Lionti, F.; Ballou, R.; Gatteschi, D.; Sessoli, R.; Barbara, B. Nature 1996, 383, 145.
18. (a) Hendrickson, D. N.; Christou, G.; Ishimoto, H.; Yoo, J.; Brechin, E. K.; Yamaguchi, A.; Rumberger, E. M.; Aubin, S. M. J.; Sun, Z.; Aromí, G. Polyhedron 2001, 20, 1479.
19. (b) Aubin, S. M. J.; Ruiz, D.; Rumberger, E.; Sun, Z.; Albela, B.; Wemple, M. W.; Dilley, N. R.; Ribas, J.; Maple, M. B.; Christou, G.; Hendrickson, D. N. Mol. Cryst. Liq. Cryst. 1999, 335, 371.
20. (a) Hill, S.; Edwards, R. S.; Aliaga-Alcalde, N.; Christou, G. Science 2003, 302, 1015.
21. (b) Wernsdorfer, W.; Soler, M.; Christou, G.; Hendrickson, D. N. J. Appl. Phys. 2002, 91, 7164.
22. Wernsdorfer, W.; Aliaga-Alcalde, N.; Hendrickson, D. N.; Christou, G. Nature 2002, 416, 406.
23. Wernsdorfer, W.; Sessoli, R. Science 1999, 284, 133.
24. (a) Friedman, J. R.; Sarachik, M. P. Phys. Rev. Lett. 1996, 76, 3830.
25. (b) Tejada, J.; Ziolo, R. F.; Zhang, X. X. Chem. Mater. 1996, 8, 1784.
26. Leuenberger, M. N.; Loss, D. Nature 2001, 410, 789.
27. Sun, Z.; Grant, C. M.; Castro, S. L.; Hendrickson, D. N.; Christou, G. Chem. Commun. 1998, 6, 721.
28. Yang, E.-C.; Hendrickson, D. N.; Wernsdorfer, W.; Nakano, M.; Zakharov, L. N.; Sommer, R. D.; Rheingold, A. L.; Ledezma-Gairaud, M.; Christou, G. J. Appl. Phys. 1991, 91, 7382.
29. (a) Sangregorio, C.; Ohm, T.; Paulsen, C.; Sessoli, R.; Gatteschi, D. Phys. Rev. Lett. 1997, 78, 4645.
30. (b) Barra, A. L.; Caneschi, A.; Cornia, A.; Fabrizi de Biani, F.; Gatteschi, D.; Sangregorio, C.; Sessoli, R.; Sorace, L. J. Am. Chem. Soc. 1999, 121, 5302.
31. (c) Goodwin, J. C.; Sessoli, R.; Gatteschi, D.; Wernsdorfer, W.; Powell, A. K.; Heath, S. L. J. Chem. Soc., Dalton Trans. 2000, 12, 1835.
32. (d) Oshio, H.; Hoshino, N.; Ito, T. J. Am. Chem. Soc. 2000, 122, 12602.
33. (e) Benelli, C.; Cano, J.; Journaux, Y.; Sessoli, R.; Solan, G. A.; Winpenny, R. E. P. Inorg. Chem. 2001, 40, 188.
34. (f) Jones, L. F.; Brechin, E. K.; Collison, D.; Helliwell, M.; Mallah, T.; Piligkos, S.; Rajaraman, G.; Wernsdorfer, W. Inorg. Chem. 2003, 42, 6601.
35. (g) Boudalis, A. K.; Donnadieu, B.; Nastopoulos, V.; Clemente-Juan, J. M.; Mari, A.; Sanakis, Y.; Tuchagues, J.-P.; Perlepes, S. P. Angew. Chem., Int. Ed. 2004, 43, 2266.
36. (h) Moragues-Cánovas, M.; Rivière, É.; Ricard, L.; Paulsen, C.; Wernsdorfer, W.; Rajaraman, G.; Brechin, E. K.; Mallah, T. Adv. Mater. 2004, 16, 1101.
37. (a) Nakano, M.; Matsubayashi, G.-E.; Muramatsu, T.; Kobayashi, T. C.; Amaya, K.; Yoo, J.; Christou, G.; Hendrickson, D. N. Mol. Cryst. Liq. Cryst. 2002, 376, 405.
38. (b) Cadiou, C.; Munie, M.; Paulsen, C.; Villar, V.; Wernsdorfer, W.; Winpenny, R. E. P. Chem. Commun. 2002, 24, 2666.
39. (c) Ochsenbein, S. T.; Murrie, M.; Rusanov, E.; Stoeckli-Evans, H.; Sekine, C.; Güdel, H. U. Inorg. Chem. 2002, 41, 5133.
40. (d) Yang, E.-C.; Wernsdorfer, W.; Hill, S.; Edwards, R. S.; Nakano, M.; Maccagnano, S.; Zakharov, L. N.; Rheingold, A. L.; Christou, G.; Hendrickson, D. N. Polyhedron 2003, 22, 1727.
41. (a) Brechin, E. K.; Yoo, J.; Nakano, M.; Huffman, J. C.; Hendrickson, D. N.; Christou, G. Chem. Commun. 1999, 9, 783.
42. (b) Yoo, J.; Brechin, E. K.; Yamaguchi, A.; Nakano, M.; Huffman, J. C.; Maniero, A. L.; Brunei, L.-C.; Awaga, K.; Ishimoto, H.; Christou, G.; Hendrickson, D. N. Inorg. Chem. 2000, 39, 3615.
43. (c) Boskovic, C.; Wernsdorfer, W.; Folting, K.; Huffman, J. C.; Hendrickson, b. N.; Christou, G. Inorg. Chem. 2002, 47, 5107.
44. (d) Boskovic, C.; Brechin, E. K.; Streib, W. E.; Folting, K.; Bollinger, J. C.; Hendrickson, D. N.; Christou, G. J. Am. Chem. Soc. 2002, 124, 3725.
45. (e) Brechin, E. K.; Soler, M.; Davidson, J.; Hendrickson, D. N.; Parsons, S.; Christou, G. Chem. Commun. 2002, 19, 2252.
46. (f) Price, D. J.; Batten, S. R.; Moubaraki, B.; Murray, K. S. Chem. Commun. 2002, 7, 762.
47. (g) Tasiopoulos, A. J.; Wernsdorfer, W.; Moulton, B.; Zaworotko, M. J.; Christou, G. J. Am. Chem. Soc. 2003, 125, 15274.
48. (h) Boskovic, C.; Bircher, R.; Tregenna-Piggott, P. L. W.; Güdel, H. U.; Paulsen, C.; Wernsdorfer, W.; Barra, A.-L.; Khatsko, E.; Neels, A.; Stoeckli-Evans, H. J. Am. Chem. Soc. 2003, 125, 14046.
49. (i) Yang, E.-C.; Harden, N.; Wernsdorfer, W.; Zakharov, L.; Brechin, E. K.; Rheingold, A. L.; Christou, G.; Hendrickson, D. N. Polyhedron 2003, 22, 1857.
50. (j) Murugesu, M.; Habrych, M.; Wernsdorfer, W.; Abboud, K. A.; Christou, G. J. Am. Chem. Soc. 2004, 126, 4766.
51. (k) Tasiopoulos, A. J.; Wernsdorfer, W.; Abboud, K. A.; Christou, G. Angew. Chem., Int. Ed. 2004, 43, 6338.
52. (l) King, P.; Wernsdorfer, W.; Abboud, K. A.; Christou, G. Inorg. Chem. 2004, 43, 7315.
53. (m) Wittick, L. M.; Murray, K. S.; Moubaraki, B.; Batten, S. R.; Spiccia, L.; Berry, K. J. J. Chem. Soc., Dalton Trans. 2004, 7, 1003.
54. (a) Soler, M.; Wernsdorfer, W.; Folting, K.; Pink, M.; Christou, G. J. Am. Chem. Soc. 2004, 126, 2156.
55. (b) Soler, M.; Rumberger, E.; Folting, K.; Hendrickson, D. N.; Christou, G. Polyhedron 2001, 20, 1365.
56. (a) Brechin, E. K.; Boskovic, C.; Wernsdorfer, W.; Yoo, J.; Yamaguchi, A.; Sañudo, E. C.; Concolino, T. R.; Rheingold, A. L.; Ishimoto, H.; Hendrickson, D. N.; Christou, G. J. Am. Chem. Soc. 2002, 124, 9710.
57. (b) Sañudo, E. C.; Brechin, E. K.; Boskovic, C.; Wernsdorfer, W.; Yoo, J.; Yamaguchi, A.; Concolino, T. R.; Abboud, K. A.; Rheingold, A. L.; Ishimoto, H.; Hendrickson, D. N.; Christou, G. Polyhedron 2003, 22, 2267.
58. (c) Brechin, E. K.; Sañudo, E. C.; Wernsdorfer, W.; Boskovic, C.; Yoo, J.; Hendrickson, D. N.; Yamaguchi, A.; Ishimoto, H.; Concolino, T. R.; Rheingold, A. L.; Christou, G. Inorg. Chem. 2005, 44, 502.
59. Eppley, H. J.; Tsai, H.-L.; de Vries, N.; Folting, K.; Christou, G.; Hendrickson, D. N. J. Am. Chem. Soc. 1995, 117, 301.
60. (a) Eppley, H. J.; Christou, G.; Law, N. A.; Pecoraro, V. L. Inorg. Synth. 2002, 33, 61.
61. (b) Soler, M.; Artus, P.; Folting, K.; Huffman, J. C.; Hendrickson, D. N.; Christou, G. Inorg. Chem. 2001, 40, 4902.
62. (c) Aubin, S. M. J.; Sun, Z.; Pardi, L.; Krzystek, J.; Folting, K.; Brunel, L.-C.; Rheingold, A. L.; Christou, G.; Hendrickson, D. N. Inorg. Chem. 1999, 38, 5329.
63. (d) Schake, A. R.; Tsai, H.-L.; Webb, R. J.; Folting, K.; Christou, G.; Hendrickson, D. N. Inorg. Chem. 1994, 33, 6020.
64. (e) Li, J.-Y.; Xu, H.; Zou, J.-Z.; Xu, Z.; You, X.-Z.; Yu, K.-P. Polyhedron 1996, 15, 3325.
65. (f) Artus, P.; Boskovic, C.; Yoo, J.; Streib, W. E.; Brunel, L.-C.; Hendrickson, D. N.; Christou, G. Inorg. Chem. 2001, 40, 4199.
66. (g) Boskovic, C.; Pink, M.; Huffman, J. C.; Hendrickson, D. N.; Christou, G. J. Am. Chem. Soc. 2001, 123, 9914.
67. (h) Chakov, N. E.; Wernsdorfer, W.; Abboud, K. A.; Hendrickson, D. N.; Christou, G. J. Chem. Soc., Dalton Trans. 2003, 11, 2243.
68. (i) Kuroda-Sowa, T.; Fukuda, S.; Miyoshi, S.; Maekawa, M.; Munakala, M.; Miyasaka, H.; Yamashita, M. Chem. Lett. 2002, 31, 682.
69. (j) Artus, P.; Christou, G. manuscript in preparation.
70. Soler, M.; Wernsdorfer, W.; Abboud, K. A.; Huffman, J. C.; Davidson, E. R.; Hendrickson, D. N.; Christou, G. J. Am. Chem. Soc. 2003, 125, 3576.
71. Caneschi, A.; Gatteschi, D.; Sessoli, R. J. Am. Chem. Soc. 1991, 113, 5873.
72. Basler, R.; Sieber, A.; Chaboussant, G.; Güdel, H. U.; Chakov, N. E.; Soler, M.; Christou, G.; Desmedt, A.; Lechner, R. Inorg. Chem. 2005, 44, 649.
73. Lis, T. Acta Crystallogr. 1980, B36, 2042.
74. Sheldrick, G. M. SHELXTL5; Bruker-AXS:, Madison, Wisconsin, 1998.
75. van der Sluis, P.; Spek, A. L. Acta Crystallogr. 1990, A46, 194.
76. Spek, A. L. Acta Crystallogr. 1990, A46, 1.
77. Wernsdorfer, W. Adv. Chem. Phys. 2001, 118, 99.
78. Strong, L. E.; Brummel, C. L.; Lindower, P. J. Solution Chem. 1987, 16, 105.
79. (a) Tsai, H.-L.; Jwo, T.-Y.; Lee, G.-H.; Wang, Y. Chem. Lett. 2000, 29, 346.
80. (b) Kuroda-Sowa, T.; Lam, M.; Rheingold, A. L.; Frommen, C.; Reiff, W. M.; Nakano, M.; Yoo, J.; Maniero, A. L.; Brunel, L.-C.; Christou, G.; Hendrickson, D. N. Inorg. Chem. 2001, 40, 6469.
81. (c) Kuroda-Sowa, T.; Nogami, T.; Konaka, H.; Maekawa, M.; Munakata, M.; Miyasaka, H.; Yamashita, M. Polyhedron 2003, 22, 1795.
82. Johnson, C. K.; Burnett, M. N. ORTEP-III- Report ORNL-6895, Oak Ridge National Laboratory: Oak Ridge, TN, 1996.
83. (b) Farrugia, L. J. J. Appl. Crystallogr. 1997, 30, 565.
84. Ruiz, D.; Sun, Z.; Aubin, S. M. J.; Rumberger, E.; Incarvito, C.; Folting, K.; Rheingold, A. L.; Christou, G.; Hendrickson, D. N. Mol. Cryst. Liq. Cryst. 1999, 335, 413.
85. (a) Brown, I. D.; Wu, K. K. Acta Crystallogr. 1976, B32, 1957.
86. (b) Palenik, G. J. Inorg. Chem. 1997, 36, 4888.
87. (a) Sun, Z.; Ruiz, D.; Dilley, N. R.; Soler, M.; Ribas, J.; Folting, K.; Maple, M. B.; Christou, G.; Hendrickson, D. N. Chem. Commun. 1999, 19, 1973.
88. (b) Aubin, S. M. J.; Sun, Z.; Eppley, H. J.; Rumberger, E. M.; Guzei, I. A.; Folting, K.; Gantzel, P. K.; Rheingold, A. L.; Christou, G.; Hendrickson, D. N. Inorg. Chem. 2001, 40, 2127.
89. (c) Aubin, S. M. J.; Sun, Z.; Eppley, H. J.; Rumberger, E. M.; Guzei, I. A.; Folting, P. K.; Gantzel, P. K.; Rheingold, A. L.; Christou, G.; Hendrickson, D. N. Polyhedron 2001, 20, 1139.
90. Soler, M.; Wernsdorfer, W.; Sun, Z.; Huffman, J. C.; Hendrickson, D. N. Christou, G. Chem. Commun. 2003, 21, 2672.
91. Zhao, H.; Berlinguette, C. P.; Basca, J.; Prosvirin, A. V.; Bera, J. K.; Tichy, S. E.; Schelter, E. J.; Dunbar, K. R. Inorg. Chem. 2004, 43, 1359.
92. Drago, R. S. Physical Methods for Chemists; 2nd ed.; Saunders College: New York, 1992; pp 500-556.
93. NMR of Paramagnetic Molecules: Principles and Applications; La Mar, G. N., Horrocks, W. DeW., Jr., Holm, R. H., Eds.; Academic Press: New York, 1973.
94. Drago, R. S.; Zink, J. I.; Perry, W. D. J. Chem. Educ. 1974, 51, 464.
95. Castro, S. L.; Streib, W. E.; Sun, J.-S.; Christou, G. Inorg. Chem. 1996, 35, 4462.
96. Kambé, K. J. Phys. Soc. Jpn. 1950, 5, 48.
97. Davidson, E. R. MAGNET; Indiana University: Bloomington, IN, 1999.
98. Yoo, J.; Yamaguchi, A.; Nakano, M.; Krzystek, J.; Streib, W. E.; Brunel, L.-C.; Ishimoto, H.; Christou, G.; Hendrickson, D. N. Inorg. Chem. 2001, 40, 4604.
99. Davidson, E. R. GRID; Indiana University: Bloomington, IN, 1999.
100. Sañudo, E. C.; Wernsdorfer, W.; Abboud, K. A.; Christou. G. Inorg. Chem. 2004, 43, 4137.
101. Wernsdorfer, W.; Chakov, N. E.; Christou, G. Phys. Rev. B, 2004, 70, 132413 (1-4).
102. Wernsdorfer, W.; Chakov, N. E.; Christou, G. Phys. Rev. Lett., submitted for publication,
103. (b) http://xxx.lanl.gov/abs/cond-mat/ 0503193.