Exploring the no-man's land between molecular nanomagnets and magnetic nanoparticles

Angewandte Chemie - International Edition

Volumn 51, Issue 20, 2012, Pages 4792-4800

  Gatteschi, Dante ^a   Fittipaldi, Maria ^a   Sangregorio, Claudio ^b   Sorace, Lorenzo ^a  

^a UNIVERSITY OF FLORENCE   (Italy)

^b CNR   (Italy)

Author keywords

cluster compounds; EPR spectroscopy; iron; magnetic properties; nanoparticles

Indexed keywords

CLUSTER COMPOUNDS; EPR SPECTROSCOPY; LITERATURE DATA; MAGNETIC BEHAVIOR; MAGNETIC NANOPARTICLES; MOLECULAR NANOMAGNETS; MOLECULAR SYSTEMS; STRUCTURAL AND MAGNETIC PROPERTIES;

IRON; IRON OXIDES; MAGNETIC PROPERTIES; NANOMAGNETICS;

NANOPARTICLES;

FERRIC ION; FERRIC OXIDE; IONIC LIQUID; IRON DERIVATIVE; NANOPARTICLE;

CHEMISTRY; MAGNET; METHODOLOGY; REVIEW; X RAY PHOTOELECTRON SPECTROSCOPY;

FERRIC COMPOUNDS; IONIC LIQUIDS; IRON COMPOUNDS; MAGNETS; NANOPARTICLES; PHOTOELECTRON SPECTROSCOPY;

EID: 84860863990     PISSN: 14337851     EISSN: 15213773     Source Type: Journal    
DOI: 10.1002/anie.201105428     Document Type: Review

References (92)

1. T. Hyeon, Chem. Commun. 2003, 927
2. Nanomagnetism and Spintronics (Ed.:, T. Shinjo,), Elsevier, Amsterdam, 2009
3. Magnetism in Medicine: A Handbook (Eds.:, W. Andra, H. Nowak,), Wiley-VCH, Weinheim, 2007
4. A. K. Gupta, M. Gupta, Biomaterials 2005, 26, 3995
5. Q. A. Pankhurst, J. Connolly, S. K. Jones, J. Dobson, J. Phys. D 2003, 36, R 167.
6. N. Noginova, T. Weaver, E. P. Giannelis, A. B. Bourlinos, V. A. Atsarkin, V. V. Demidov, Phys. Rev. B 2008, 77, 014403.
7. H. Li, M. T. Klem, K. B. Sebby, D. J. Singel, M. Young, T. Douglas, Y. U. Idzerda, J. Magn. Magn. Mater. 2009, 321, 175.
8. M. Fittipaldi, C. Innocenti, P. Ceci, C. Sangregorio, L. Castelli, L. Sorace, D. Gatteschi, Phys. Rev. B 2011, 83, 104409.
9. J. Tejada, X. X. Zhang, E. delBarco, J. M. Hernandez, E. M. Chudnovsky, Phys. Rev. Lett. 1997, 79, 1754.
10. A. Caneschi, D. Gatteschi, R. Sessoli, A. L. Barra, L. C. Brunel, M. Guillot, J. Am. Chem. Soc. 1991, 113, 5873
11. R. Sessoli, D. Gatteschi, A. Caneschi, M. A. Novak, Nature 1993, 365, 141.
12. L. Thomas, F. Lionti, R. Ballou, D. Gatteschi, R. Sessoli, B. Barbara, Nature 1996, 383, 145
13. J. R. Friedman, M. P. Sarachik, J. Tejada, R. Ziolo, Phys. Rev. Lett. 1996, 76, 3830.
14. R. Sessoli, J. Villain, D. Gatteschi, Molecular Nanomagnets, Oxford University Press, Oxford, 2006.
15. "Metal Sites in Proteins and Models":, A. K. Powell, in Structure and Bonding, Vol. 88 (Eds.:, H. A. O. Hill, P. J. Sadler, A. J. Thomson,), Springer, Berlin, 1997, S. 1
16. D. J. Price, F. Lionti, R. Ballou, P. T. Wood, A. K. Powell, Philos. Trans. R. Soc. London Ser. A 1999, 357, 3099
17. K. L. Taft, G. C. Papaefthymiou, S. J. Lippard, Science 1993, 259, 1302.
18. W. Micklitz, V. McKee, R. Lynn Rardin, L. E. Pence, G. C. Papaefthymiou, S. G. Both, S. J. Lippard, J. Am. Chem. Soc. 1994, 116, 8061
19. S. Parsons, G. A. Solan, R. E. P. Winpenny, J. Chem. Soc. Chem. Commun. 1995, 1987.
20. S. M. Gorun, G. C. Papaefthymiou, R. B. Frankel, S. J. Lippard, J. Am. Chem. Soc. 1987, 109, 3337.
21. M. Fittipaldi, L. Sorace, A. L. Barra, C. Sangregorio, R. Sessoli, D. Gatteschi, Phys. Chem. Chem. Phys. 2009, 11, 6555.
22. E. Chiancone, P. Ceci, A. Ilari, F. Ribacchi, S. Stefanini, Biometals 2004, 17, 197.
23. P. Ceci, E. Chiancone, O. Kasyutich, G. Bellapadrona, L. Castelli, M. Fittipaldi, D. Gatteschi, C. Innocenti, C. Sangregorio, Chem. Eur. J. 2010, 16, 709.
24. M. Uchida, M. T. Klem, M. Allen, P. Suci, M. Flenniken, E. Gillitzer, Z. Varpness, L. O. Liepold, M. Young, T. Douglas, Adv. Mater. 2007, 19, 1025.
25. A. H. Morrish, The Physical Principles of Magnetism, Wiley-Interscience, New York, 1962.
26. The volumes of MNP were estimated by their average diameter while for MNM the volume of the van der Waals surface of the core (i.e. iron centers and the atoms of their first coordination sphere) was calculated using Discovery Studio 3.0. see:.
27. A. L. Barra, P. Debrunner, D. Gatteschi, C. E. Schulz, R. Sessoli, Europhys. Lett. 1996, 35, 133.
28. C. Sangregorio, T. Ohm, C. Paulsen, R. Sessoli, D. Gatteschi, Phys. Rev. Lett. 1997, 78, 4645
29. W. Wernsdorfer, R. Sessoli, Science 1999, 284, 133.
30. K. Wieghardt, K. Pohl, I. Jibril, J. Huttner, Angew. Chem. 1984, 96, 66
31. Angew. Chem. Int. Ed. Engl. 1984, 23, 77.
32. A. L. Barra, D. Gatteschi, R. Sessoli, Chem. Eur. J. 2000, 6, 1608
33. R. Caciuffo, G. Amoretti, A. Murani, R. Sessoli, A. Caneschi, D. Gatteschi, Phys. Rev. Lett. 1998, 81, 4744.
34. A. L. Barra, A. Caneschi, A. Cornia, D. Gatteschi, L. Gorini, L. P. Heiniger, R. Sessoli, L. Sorace, J. Am. Chem. Soc. 2007, 129, 10754
35. E. Liviotti, S. Carretta, G. Amoretti, J. Chem. Phys. 2002, 117, 3361
36. A. Wilson, J. Lawrence, E. C. Yang, M. Nakano, D. N. Hendrickson, S. Hill, Phys. Rev. B 2006, 74, 140403.
37. K. L. Taft, C. D. Delfs, G. C. Papapefthymiou, S. Foner, D. Gatteschi, S. J. Lippard, J. Am. Chem. Soc. 1994, 116, 823.
38. O. Waldmann, R. Koch, S. Schromm, J. Schülein, P. Müller, I. Bernt, R. W. Saalfrank, F. Hampel, E. Balthes, Inorg. Chem. 2001, 40, 2986.
39. J. Dreiser, O. Waldmann, G. Carver, C. Dobe, H.-U. Güdel, H. Weihe, A.-L. Barra, Inorg. Chem. 2010, 49, 8729.
40. P. Baran, R. Boča, I. Chakraborty, J. Giapintzakis, R. Herchel, Q. Huang, J. E. McGrady, R. G. Raptis, Y. Sanakis, A. Simopoulos, Inorg. Chem. 2008, 47, 645.
41. A. Caneschi, A. Cornia, A. C. Fabretti, D. Gatteschi, Angew. Chem. 1995, 107, 2862
42. Angew. Chem. Int. Ed. Engl. 1995, 34, 2716.
43. S. Asirvatham, M. A. Khan, K. M. Nicholas, Inorg. Chem. 2000, 39, 2006
44. T. Glaser, T. Lugger, R.-D. Hoffmann, Eur. J. Inorg. Chem. 2004, 2356.
45. M. D. Godbole, O. Roubeau, A. M. Mills, H. Kooijman, A. L. Spek, E. Bouwman, Inorg. Chem. 2006, 45, 6713.
46. J. Burger, P. Klüfers, Angew. Chem. 1997, 109, 801
47. Angew. Chem. Int. Ed. Engl. 1997, 36, 776.
48. C. Carbone, F. Di Benedetto, C. Sangregorio, P. Marescotti, L. A. Pardi, L. Sorace, J. Phys. Chem. C 2008, 112, 9988.
49. G. W. Powell, H. N. Lancashire, E. K. Brechin, D. Collison, S. L. Heath, T. Mallah, W. Wernsdorfer, Angew. Chem. 2004, 116, 5896
50. Angew. Chem. Int. Ed. 2004, 43, 5772
51. M. Evangelisti, A. Candini, A. Ghirri, M. Affronte, G. W. Powell, I. A. Gass, P. A. Wood, S. Parsons, E. K. Brechin, D. Collisonâ S. L. Heath, Phys. Rev. Lett. 2006, 97, 167202.
52. A. K. Powell, S. L. Heath, Angew. Chem. 1992, 104, 1290
53. Angew. Chem. Int. Ed. Engl. 1992, 31, 930.
54. A. K. Powell, S. L. Heath, D. Gatteschi, L. Pardi, R. Sessoli, G. Spina, F. Del Giallo, F. Pieralli, J. Am. Chem. Soc. 1995, 117, 2491.
55. J. C. Goodwin, R. Sessoli, D. Gatteschi, W. Wernsdorfer, A. K. Powell, S. L. Heath, J. Chem. Soc. Dalton Trans. 2000, 1835.
56. L. Castelli, M. Fittipaldi, A. K. Powell, D. Gatteschi, L. Sorace, Dalton Trans. 2011, 40, 8145.
57. C. Benelli, S. Parsons, G. A. Solan, R. E. P. Winpenny, Angew. Chem. 1996, 108, 1967
58. Angew. Chem. Int. Ed. Engl. 1996, 35, 1825
59. C. Benelli, J. Cano, Y. Journaux, R. Sessoli, G. A. Solan, R. E. P. Winpenny, Inorg. Chem. 2001, 40, 188.
60. L. F. Jones, E. K. Brechin, D. Collison, M. Helliwell, T. Mallah, S. Piligkos, G. Rajaraman, W. Wernsdorfer, Inorg. Chem. 2003, 42, 6601.
61. A. M. Ako, V. Mereacre, Y. Lan, C. E. Anson, A. K. Powell, Chem. Eur. J. 2011, 17, 4366.
62. A. Müller, S. Sarkar, S. Q. N. Shah, H. Bögge, M. Schmidtmann, S. Sarkar, P. Kögerler, B. Hauptfleisch, A. Trautwein, V. Schünemann, Angew. Chem. 1999, 111, 3435
63. Angew. Chem. Int. Ed. 1999, 38, 3238
64. A. Müller, M. Luban, C. Schröder, R. Modler, P. Kögerler, M. Axenovich, J. Schnack, P. C. Canfield, S. Bud'ko, N. Harrison, ChemPhysChem 2001, 2, 517.
65. C. Schröder, H. Nojiri, J. Schnack, P. Hage, M. Luban, P. Kögerler, Phys. Rev. Lett. 2005, 94, 017205.
66. C. Schröder, R. Prozorov, P. Kögerler, M. D. Vannette, X. Fang, M. Luban, A. Matsuo, K. Kindo, A. Müller, A. M. Todea, Phys. Rev. B 2008, 77, 224409.
67. A. Millan, A. Urtizberea, N. J. O. Silva, F. Palacio, V. S. Amaral, E. Snoeck, V. Serin, J. Magn. Magn. Mater. 2007, 312, L5.
68. D. Bonacchi, A. Caneschi, D. Dorignac, A. Falqui, D. Gatteschi, D. Rovai, C. Sangregorio, R. Sessoli, Chem. Mater. 2004, 16, 2016.
69. A. Demortière, P. Panissod, B. P. Pichon, G. Pourroy, D. Guillon, B. Donnio, S. Begin-Colin, Nanoscale 2011, 3, 225.
70. A. Glaria, M. L. Kahn, A. Falqui, P. Lecante, V. Colliere, M. Respaud, B. Chaudret, ChemPhysChem 2008, 9, 2035
71. B. H. Kim, N. Lee, H. Kim, K. An, Y. I. Park, Y. Choi, K. Shin, Y. Lee, S. G. Kwon, H. B. Na, J.-G. Park, T.-Y. Ahn, Y.-W. Kim, W. K. Moon, S. H. Choi, T. Hyeon, J. Am. Chem. Soc. 2011, 133, 12624.
72. M. P. Morales, M. Andres-Verges, S. Veintemillas-Verdaguer, M. I. Montero, C. J. Serna, J. Magn. Magn. Mater. 1999, 203, 146.
73. J. M. Vargas, E. Lima, R. D. Zysler, J. G. S. Duque, E. de Biasi, M. Knobel, Eur. Phys. J. B 2008, 64, 211.
74. K. Gilmore, Y. U. Idzerda, M. T. Klem, M. Allen, T. Douglas, M. Young, J. Appl. Phys. 2005, 97, 10B 301.
75. N. Feltin, M. P. Pileni, Langmuir 1997, 13, 3927
76. Y. Lee, J. Lee, C. J. Bae, J.-G. Park, H.-J. Noh, J.-H. Park, T. Hyeon, Adv. Funct. Mater. 2005, 15, 503.
77. J. Ramos, A. Millan, F. Palacio, Polymer 2000, 41, 8461.
78. C. Cannas, G. Concas, D. Gatteschi, A. Musinu, G. Piccaluga, C. Sangregorio, J. Mater. Chem. 2002, 12, 3141.
79. O. Iglesias, A. Labarta, Phys. Rev. B 2001, 63, 184416.
80. International Center for Diffraction Data: magnetite JPCDS 19-0629; maghemite JPCDS 39-1346.
81. Y. L. Raikher, V. I. Stepanov, Sov. Phys. JETP 1992, 75, 764
82. J. Kliava, R. Berger, J. Magn. Magn. Mater. 1999, 205, 328
83. N. Noginova, F. Chen, T. Weaver, E. P. Giannelis, A. B. Bourlinos, V. A. Atsarkin, J. Phys. Condens. Matter 2007, 19, 246208.
84. T. Taguchi, M. S. Thompson, K. A. Abboud, G. Christou, Dalton Trans. 2010, 39, 9131
85. R. Bagai, K. A. Abboud, G. Christou, Chem. Commun. 2007, 3359
86. D. Foguet-Albiol, K. A. Abboud, G. Christou, Chem. Commun. 2005, 4282
87. W. Schmitt, L. Zhang, C. E. Anson, A. K. Powell, Dalton Trans. 2010, 39, 10279
88. I. A. Gass, C. J. Milios, A. Collins, F. J. White, L. Budd, S. Parsons, M. Murrie, S. P. Perlepes E. K. Brechin, Dalton Trans. 2008, 2043.
89. W. Schmitt, C. E. Anson, W. Wernsdorfer, A. K. Powell, Chem. Commun. 2005, 2098.
90. A. Caneschi, A. Cornia, S. J. Lippard, G. C. Papaefthymiou, R. Sessoli, Inorg. Chim. Acta 1996, 243, 295.
91. R. M. Cornell, U. Schwertmann, The Iron Oxides, Wiley-VCH, Weinheim, 1996.
92. M. Schieber, Experimental Magnetochemistry: Non-Metallic Magnetic Materials, North-Holland, Amsterdam, 1967.