Molecular spintronics based on single-molecule magnets composed of multiple-decker phthalocyaninato terbium(iii) complex

Chemistry - An Asian Journal

Volumn 7, Issue 6, 2012, Pages 1154-1169

  Katoh, Keiichi ^a   Isshiki, Hironari ^a   Komeda, Tadahiro ^a   Yamashita, Masahiro ^a  

^a TOHOKU UNIVERSITY   (Japan)

Author keywords

Kondo effect; magnetic properties; molecular spintronics; single molecule studies; terbium

Indexed keywords

CAST FILM; ELECTRONIC AND MAGNETIC PROPERTIES; KONDO RESONANCES; MOLECULAR SPINTRONICS; NANO-SIZED; NON-VOLATILE; QUANTUM TUNNELING; SINGLE-MOLECULE MAGNET; SINGLE-MOLECULE STUDIES; SPINTRONIC DEVICE; SPINTRONICS DEVICE;

ELECTRONIC STRUCTURE; FIELD EFFECT TRANSISTORS; KONDO EFFECT; MAGNETIC PROPERTIES; MAGNETS; METAL COMPLEXES; MOLECULAR ELECTRONICS; MOLECULES; NANOTECHNOLOGY; TERBIUM; TRANSITION METALS;

MAGNETOELECTRONICS;

EID: 84861569841     PISSN: 18614728     EISSN: 1861471X     Source Type: Journal    
DOI: 10.1002/asia.201100992     Document Type: Review

References (146)

1. P. Grünberg, R. Schreiber, Y. Pang, M. B. Brodsky, H. Sowers, Phys. Rev. Lett. 1986, 57, 2442
2. M. N. Baibich, J. M. Broto, A. Fert, F. Nguyen Van Dau, F. Petroff, P. Etienna, G. Creuzet, A. Friederich, J. Chazelas, Phys. Rev. Lett. 1988, 61, 2472
3. S. S. P. Parkin, N. More, K. P. Roche, Phys. Rev. Lett. 1990, 64, 2304.
4. M. Julliere, Phys. Lett. 1975, 54A, 225
5. S. Maekawa, U. Gäfvert, IEEE Trans. Magn. 1982, 18, 707
6. T. Miyazaki, N. Tezuka, J. Magn. Magn. Mater. 1995, 151, 403
7. J. S. Moodera, L. R. Kinder, T. M. Wong, R. Meservey, Phys. Rev. Lett. 1995, 74, 3273.
8. N. García, M. Mun̄oz, Y.-W. Zhao, Phys. Rev. Lett. 1999, 82, 2923
9. P. Bruno, Phys. Rev. Lett. 1999, 83, 2425
10. G. Tatara, Y.-W. Zhao, M. Mun̄oz, N. García, Phys. Rev. Lett. 2000, 84, 1003.
11. Colossal Magnetoresistive Oxides, (Ed.:, Y. Tokura,), Gordon, Breach, London, 2001
12. Colossal Magnetoresistive Manganites (Ed.:, T. Chatterji,), Kluwer Academic Publishers, London, 2004.
13. R. Sessoli, D. Gatteschi, A. Caneschi, M. A. Novak, Nature 1993, 365, 141
14. T. Lis, B. Jezowska-Trzebiatowska, Acta Crystallogr. Sect. B 1980, 33, 2112
15. P. D. W. Boyd, Q. Li, J. B. Vincent, K. Folting, H.-R. Chang, W. E. Streib, J. C. Huffman, G. Christou, D. N. Hendrickson, J. Am. Chem. Soc. 1988, 110, 8537
16. A. Caneschi, D. Gatteschi, R. Sessoli, J. Am. Chem. Soc. 1991, 113, 5873
17. J. R. Friedman, M. P. Sarachik, J. Tejada, R. Ziolo, Phys. Rev. Lett. 1996, 76, 3830
18. D. Gatteschi, R. Sessoli, J. Villain, Molecular Nanomagnets, Oxford Univ. Press, New York, 2007
19. L. Krusin-Elbaum, T. Shibauchi, B. Argyle, L. Gignac, D. Weller, Nature 2001, 410, 444
20. L. Bogani, W. Wernsdorfer, Nat. Mater. 2008, 7, 179
21. A. Cornia, A. F. Costantino, L. Zobbi, A. Caneschi, D. Gatteschi, M. Mannini, R. Sessoli, Struct. Bonding 2006, 122, 133
22. B. Fleury, L. Catala, V. Huc, C. David, W. Z. Zhong, P. Jegou, L. Baraton, S. Palacin, P.-A. Albouy, T. Mallah, Chem. Commun. 2005, 2020
23. A. Naitabdi, J.-P. Bucher, Ph. Gerbier, P. Rabu, M. Drillon, Adv. Mater. 2005, 17, 1612
24. H. B. Heersche, Z. de Groot, J. A. Folk, H. S. J. van der Zant, C. Romeike, M. R. Wegewijs, L. Zobbi, D. Barreca, E. Tondello, A. Cornia, Phys. Rev. Lett. 2006, 96, 206801
25. M.-H. Jo, J. E. Grose, K. Baheti, M. M. Deshmukh, J. J. Sokol, E. M. Rumberger, D. N. Hendrickson, J. R. Long, H. Park, D. C. Ralph, Nano Lett. 2006, 6, 2014
26. D. Gatteschi, R. Sessoli, Angew. Chem. 2003, 115, 278
27. Angew. Chem. Int. Ed. 2003, 42, 268.
28. A. Aviram, M. A. Ratner, Chem. Phys. Lett. 1974, 29, 277
29. H. Kuhn, D. Mobius, Angew. Chem. 1971, 83, 672
30. Angew. Chem. Int. Ed. Engl. 1971, 10, 620
31. J. Slonczewscki, J. Magn. Magn. Mater. 1996, 159, L1
32. L. Berger, Phys. Rev. B 1996, 54, 9353
33. E. B. Myers, D. C. Ralph, J. A. Katine, R. N. Louie, R. A. Buhrman, Science 1999, 285, 867
34. F. J. Albert, J. A. Katine, R. A. Buhrman, D. C. Ralph, Appl. Phys. Lett. 2000, 77, 3809
35. B. Xu, N. J. Tao, Science 2003, 301, 1221
36. M. Galperin, M. A. Ratner, A. Nitzan, A. Troisi, Science 2008, 319, 1056
37. W. Haiss, C. Wang, I. Grace, A. S. Batsanov, D. J. Schiffrin, S. J. Higgins, M. R. Bryce, C. J. Lambert, R. J. Nichols, Nat. Mater. 2006, 5, 995
38. M. C. LeMieux, M. Roberts, S. Barman, Y. W. Jin, J. M. Kim, Z. Bao, Science 2008, 321, 101
39. D. Goldhaber-Gordon, H. Shtrikman, D. Mahalu, D. Abusch-Magder, U. Meirav, M. A. Kastner, Nature 1998, 391, 156
40. H. Jeong, A. M. Chang, M. R. Melloch, Science 2001, 293, 2221
41. T. K. Ng, P. A. Lee, Phys. Rev. Lett. 1988, 61, 1768.
42. A. R. Rocha, V. M. García-suárez, S. W. Bailey, C. J. Lambert, J. Ferrer, S. Sanvito, Nat. Mater. 2005, 4, 335
43. S. A. Wolf, D. D. Awschalom, R. A. Buhrman, J. M. Daughton, S. von Molnár, M. L. Roukes, A. Y. Chtchelkanova, D. M. Treger, Science 2001, 294, 1488
44. M. Urdampilleta, S. Klyatskaya, J-P. Cleuziou, M. Ruben, W. Wernsdorfer, Nat. Mater. 2011, 10, 502
45. D. D. Awschalom, M. E. Flatte, Nat. Phys. 2007, 3, 153.
46. A. D. Cian, M. Moussavi, J. Fischer, R. Weiss, Inorg. Chem. 1985, 24, 3162
47. J. L. Paillaud, M. Drillon, A. D. Cian, J. Fischer, R. Weiss, G. Villeneuve, Phys. Rev. Lett. 1991, 67, 244.
48. K. Takahashi, M. Itoh, Y. Tomita, K. Nojima, K. Kasuga, K. Isa, Chem. Lett. 1993, 1915.
49. K. Katoh, Y. Yoshida, M. Yamashita, H. Miyasaka, B. K. Breedlove, T. Kajiwara, S. Takaishi, N. Ishikawa, H. Isshiki, Y. F. Zhang, T. Komeda, M. Yamagishi, J. Takey, J. Am. Chem. Soc. 2009, 131, 9967
50. K. Katoh, T. Komeda, M. Yamashita, Dalton Trans. 2010, 39, 4655.
51. K. Katoh, T. Kajiwara, M. Nakano, Y. Nakazawa, W. Wernsdorfer, N. Ishikawa, B. K. Breedlove, M. Yamashita, Chem. Eur. J. 2011, 17, 117
52. K. Katoh, H. Isshiki, T. Komeda, M. Yamashita, Coord. Chem. Rev. 2011, 255, 2124.
53. N. Ishikawa, M. Sugita, T. Ishikawa, S. Koshihara, Y. Kaizu, J. Am. Chem. Soc. 2003, 125, 8694
54. N. Ishikawa, M. Sugita, T. Ishikawa, S. Koshihara, Y. Kaizu, J. Phys. Chem. B 2004, 108, 11265
55. N. Ishikawa, Polyhedron 2007, 26, 2147
56. S. Takamatsu, T. Ishikawa, S. Koshihara, N. Ishikawa, Inorg. Chem. 2007, 46, 7250
57. S. Takamatsu, N. Ishikawa, Polyhedron 2007, 26, 1859
58. N. Ishikawa, M. Sugita, W. Wernsdorfer, Angew. Chem. 2005, 117, 2991
59. Angew. Chem. Int. Ed. 2005, 44, 2931
60. N. Ishikawa, M. Sugita, W. Wernsdorfer, J. Am. Chem. Soc. 2005, 127, 3650
61. N. Ishikawa, M. Sugita, T. Okubo, N. Tanaka, T. Iino, Y. Kaizu, Inorg. Chem. 2003, 42, 2440
62. N. Ishikawa, J. Phys. Chem. A 2003, 107, 5831
63. N. Ishikawa, Y. Kaizu, Coord. Chem. Rev. 2002, 226, 93
64. N. Ishikawa, M. Sugita, N. Tanaka, T. Ishikawa, S. Koshihara, Y. Kaizu, Inorg. Chem. 2004, 43, 5498.
65. L. Vitali, S. Fabris, A. M. Conte, S. Brink, M. Ruben, S. Baroni, K. Kern, Nano Lett. 2008, 8, 3364.
66. J. Kondo, Phys. Rev. 1968, 169, 437.
67. V. Madhavan, W. Chen, T. Jamneala, M. F. Crommie, N. S. Wingreen, Science 1998, 280, 567
68. J. T. Li, W. D. Schneider, R. Berndt, B. Delley, Phys. Rev. Lett. 1998, 80, 2893
69. H. C. Manoharan, C. P. Lutz, D. M. Eigler, Nature 2000, 403, 512
70. N. Knorr, M. A. Schneider, L. Diekhöner, P. Wahl, K. Kern, Phys. Rev. Lett. 2002, 88, 096804
71. P. Wahl, L. Diekhöner, G. Wittich, L. Vitali, M. A. Schneider, K. Kern, Phys. Rev. Lett. 2005, 95, 166601
72. N. Neel, J. Kröger, L. Limot, K. Palotas, W. A. Hofer, R. Berndt, Phys. Rev. Lett. 2007, 98, 016801.
73. A. D. Zhao, Q. Li, L. Chen, H. Xiang, W. Wang, S. Pan, B. Wang, X. Xiao, J. Yang, J. G. Hou, Q. Zhu, Science 2005, 309, 1542
74. V. Iancu, A. Deshpande, S.-W. Hla, Phys. Rev. Lett. 2006, 97, 266603
75. L. Chen, Z. Hu, A. Zhao, B. Wang, Y. Luo, J. Yang, J. G. Hou, Phys. Rev. Lett. 2007, 99, 146803
76. P. Jarillo-Herrero, J. Kong, H. S. J. van der Zant, C. Dekker, L. P. Kouwenhoven, S. De Franceschi, Nature 2005, 434, 484
77. I. Fernandes-Torrente, K. J. Franke, J. I. Pascual, Phys. Rev. Lett. 2008, 101, 217203.
78. H. Jeong, A. M. Chang, M. R. Melloch, Science 2001, 293, 2221.
79. V. Iancu, A. Deshpande, S. W. Hla, Nano Lett. 2006, 6, 820.
80. V. Madhavan, T. Jamneala, K. Nagaoka, W. Chen, J. L. Li, S. G. Louie, M. F. Crommie, Phys. Rev. B 2002, 66, 212411
81. W. Chen, T. Jamneala, V. Madhavan, M. F. Crommie, Phys. Rev. B 1999, 60, R 8529
82. T. Jamneala, V. Madhavan, M. F. Crommie, Phys. Rev. Lett. 2001, 87, 256804
83. T. Jamneala, V. Madhavan, W. Chen, M. F. Crommie, Phys. Rev. B 2000, 61, 9990
84. M. A. Schneider, L. Vitali, N. Knorr, K. Kern, Phys. Rev. B 2002, 65, 121406
85. P. Wahl, L. Diekhoner, M. A. Schneider, L. Vitali, G. Wittich, K. Kern, Phys. Rev. Lett. 2004, 93, 176603
86. K. Nagaoka, T. Jamneala, M. Grobis, M. F. Crommie, Phys. Rev. Lett. 2002, 88, 077205
87. V. Madhavan, W. Chen, T. Jamneala, M. F. Crommie, Phys. Rev. B 2001, 64, 165412.
88. J. Park, A. N. Pasupathy, J. I. Goldsmith, C. Chang, Y. Yaish, J. R. Petta, M. Rinkoski, J. P. Sethna, H. D. Abruña, P. L. McEuen, D. C. Ralph, Nature 2002, 417, 722.
89. W. Liang, M. P. Shores, M. Bockrath, J. R. Long, H. Park, Nature 2002, 417, 725.
90. P. Wahl, L. Diekhoner, G. Wittich, L. Vitali, M. A. Schneider, K. Kern, Phys. Rev. Lett. 2005, 95, 166601.
91. L. H. Yu, D. Natelson, Nano Lett. 2004, 4, 79.
92. L. H. Yu, Z. K. Keane, J. W. Ciszek, L. Cheng, M. P. Stewart, J. M. Tour, D. Natelson, Phys. Rev. Lett. 2004, 93, 266802.
93. A. N. Pasupathy, R. C. Bialczak, J. Martinek, J. E. Grose, L. A. K. Donev, P. L. McEuen, D. C. Ralph, Science 2004, 306, 86.
94. G. Horowitz, Adv. Mater. 1998, 10, 365.
95. C. Romeike, M. R. Wegewijs, W. Hofstetter, H. Schoeller, Phys. Rev. Lett. 2006, 97, 206601.
96. W. Rui-Qiang, D. Y. Xing, Phys. Rev. B 2009, 79, 193406.
97. Y. F. Zhang, H. Isshiki, K. Katoh, Y. Yoshida, M. Yamashita, H. Miyasaka, B. K. Breedlove, T. Kajiwara, S. Takaishi, T. Komeda, J. Phys. Chem. C 2009, 113, 9826
98. Y. F. Zhang, H. Isshiki, K. Katoh, Y. Yoshida, M. Yamashita, H. Miyasaka, B. K. Breedlove, T. Kajiwara, S. Takaishi, T. Komeda, J. Phys. Chem. C 2009, 113, 14407.
99. M. Takada, H. Tada, Chem. Phys. Lett. 2004, 392, 265.
100. L. Gao, W. Ji, Y. B. Hu, Z. H. Cheng, Z. T. Deng, Q. Liu, N. Jiang, X. Lin, W. Guo, S. X. Du, W. A. Hofer, X. C. Xie, H.-J. Gao, Phys. Rev. Lett. 2007, 99, 106402.
101. T. Komeda, H. Isshiki, J. Liu, Y.-F. Zhang, N. Lorente, K. Katoh, B. K. Breedlove, M. Yamashita, Nat. Commun. 2011, 2, 217.
102. K. Benihya, M. Mossoyan-Deneux, F. Hahn, N. Boucharat, G. Terzian, Eur. J. Inorg. Chem. 2000, 1771.
103. I. Chambrier, D. L. Hughes, J. C. Swarts, B. Isare, M. J. Cook, Chem. Commun. 2006, 3504.
104. H. Isshiki, J. Liu, K. Katoh, M. Yamashita, S. Takaishi, H. Miyasaka, B. K. Breedlove, T. Komeda, J. Phys. Chem. C 2010, 114, 12202.
105. N. Okabayashi, Y. Konda, T. Komeda, Phys. Rev. Lett. 2008, 100, 217801.
106. D. Goldhaber-Gordon, J. Göres, M. A. Kastner, H. Shtrikman, D. Mahalu, U. Meirav, Phys. Rev. Lett. 1998, 81, 5225.
107. Y. Meir, N. S. Wingreen, P. A. Lee, Phys. Rev. Lett. 1993, 70, 2601.
108. M. M'Sadak, J. Roncali, F. Garnier, J. Chim. Phys. 1986, 83, 211.
109. N. Ishikawa, Y. Kaizu, J. Phys. Chem. 1996, 100, 8722.
110. M. M'Sadak, J. Roncali, F. Garnier, J. Electroanal. Chem. 1985, 189, 99.
111. T. Komeda, Prog. Surf. Sci. 2005, 78, 41.
112. T. Komeda, Y. Kim, M. Kawai, B. N. J. Persson, H. Ueba, Science 2002, 295, 2055.
113. G. Horowitz, Adv. Mater. 1998, 10, 365.
114. C. D. Sheraw, L. Zhou, J. R. Huang, D. J. Gundlach, T. N. Jackson, M. G. Kane, I. G. Hill, M. S. Hammond, J. Campi, B. K. Greening, J. Francl, J. West, Appl. Phys. Lett. 2002, 80, 1088.
115. B. Comiskey, J. D. Albert, H. Yoshizawa, J. Jacobson, Nature 1998, 394, 253.
116. B. Crone, A. Dodabalapur, A. Gelperin, L. Torsi, H. E. Katz, A. J. Lovinger, Z. Bao, Appl. Phys. Lett. 2001, 78, 2229.
117. C. J. Drury, C. M. J. Mutsaers, C. M. Hart, M. Matters, D. M. de Leeuw, Appl. Phys. Lett. 1998, 73, 108.
118. G. H. Gelinck, T. C. T. Geuns, D. M. de Leeuw, Appl. Phys. Lett. 2000, 77, 1487.
119. P. Mach, S. J. Rodriguez, R. Nortrup, P. Wiltzius, J. A. Rogers, Appl. Phys. Lett. 2001, 78, 3592.
120. H. E. A. Huitema, G. H. Gelinck, J. B. P. H. van der Putten, K. E. Kuijk, C. Hart, E. Cantatore, P. T. Herwigm, A. J. J. M. van Breemen, D. M. de Leeuw, Nature 2001, 414, 599.
121. P. F. Baude, D. A. Ender, M. A. Haase, T. W. Kelley, D. V. Muyres, S. D. Thesis, Appl. Phys. Lett. 2003, 82, 3964.
122. Z. Bao, A-;J. Lovinger, A. Bodabalapur, Appl. Phys. Lett. 1996, 69, 3066
123. Z. Bao, A-;J. Lovinger, J. Brown, J. Am. Chem. Soc. 1998, 120, 207.
124. C. Rost, D. J. Gundlach, S. Karg, W. Rieß, J. Appl. Phys. 2004, 95, 5782.
125. H. Tada, H. Touda, M. Takada, K. Matsushige, Appl. Phys. Lett. 2000, 76, 873
126. T. Yasuda, K. Fujita, T. Tsutsui, Chem. Phys. Lett. 2005, 402, 395
127. R. W. I. de Boer, A. F. Stassen, M. F. Craciun, C. L. Mulder, A. Molinari, S. Rogge, A. F. Morpurgoa, Appl. Phys. Lett. 2005, 86, 262109
128. G. Guillaud, M. A. Sadoun, M. Maitrot, J. Simon, M. Bouvet, J. Chem. Phys. Lett. 1990, 167, 503
129. W. Su, J. Jiang, K. Xiao, Y. Chen, Q. Zhao, G. Yu, Y. Liu, Langmuir 2005, 21, 6527
130. Y. Chen, W. Su, M. Bai, J. Jiang, X. Li, Y. Liu, L. Wang, S. Wang, J. Am. Chem. Soc. 2005, 127, 15700
131. Y. Chen, R. Li, R. Wang, P. Ma, S. Dong, Y. Gao, X. Li and J. Jiang, Langmuir 2007, 23, 12549
132. R. Li, P. Ma, S. Dong, X. Zhang, Y. Chen, X. Li, J. Jiang, Inorg. Chem. 2007, 46, 11397.
133. Z. Bao, A. J. Lovinger, A. Dodabalapur, Appl. Phys. Lett. 1996, 69, 3066.
134. S. Hoshino, T. Kamata, K. Yase, J. Appl. Phys. 2002, 92, 6028.
135. K. Xiao, Y. Liu, G. Yu, D. Zhu, Appl. Phys. A 2003, 77, 367.
136. K. Takahashi, M. Itoh, Y. Tomita, K. Nojima, K. Kasuga, K. Isa, Chem. Lett. 1993, 1915
137. K. Katoh, K. Yamamoto, T. Kajiwara, J. Takeya, B. K. Breedlove, M. Yamashita, J. Phys. Conf. Ser. 2011, 303, 012035.
138. Z. Bao, A. J. Lovinger, A. Dodabalapur, Appl. Phys. Lett. 1996, 69, 3066
139. S. Hoshino, T. Kamata, K. Yase, J. Appl. Phys. 2002, 92, 6028
140. K. Xiao, Y. Liu, G. Yu, D. Zhu, Appl. Phys. A 2003, 77, 367
141. K. Xiao, Y. Liu, G. Yu, D. Zhu, Synth. Met. 2003, 137, 991
142. T. Yasuda, K. Fujita, H. Nakashima, T. Tsutui, Jpn. J. Appl. Phys. 2003, 42, 6614
143. A. Sussman, J. Appl. Phys. 1967, 38, 2748.
144. L. Margheriti, D. Chiappe, M. Mannini, P-E. Car, P. Sainctavit, M-;A. Rrrio, F. B. de Mangeot, J. C. Cezar, F. M. Piras, A. Magnani, E. Otero, A. Caneschi, R. Sessoli, Adv. Mater. 2010, 22, 5488.
145. D. Chiba, M. Yamanouchi, F. Matsukura, H. Ohno, Science 2003, 301, 943.
146. H. Hiraga, H. Miyasaka, K. Nakata, T. Kajiwara, T. Takaishi, Y. Oshima, H. Nojiri, M. Yamashita, Inorg. Chem. 2007, 46, 9661.