Co-Ln mixed-metal phosphonate grids and cages as molecular magnetic refrigerants

Journal of the American Chemical Society

Volumn 134, Issue 2, 2012, Pages 1057-1065

  Zheng, Yan Zhen ^a,c   Evangelisti, Marco ^b   Tuna, Floriana ^a   Winpenny, Richard E P ^a  

^a UNIVERSITY OF MANCHESTER   (United Kingdom)

^b UNIVERSITY OF ZARAGOZA   (Spain)

^c XI'AN JIAOTONG UNIVERSITY   (China)

Author keywords

[No Author keywords available]

Indexed keywords

ENTROPY CHANGES; MAGNETIC REFRIGERANTS; MAGNETIC STUDIES; METAL CENTERS; PHOSPHONATE COMPLEX; PHOSPHONATES; STRUCTURAL TYPE;

COBALT; GADOLINIUM; MAGNETIC PROPERTIES; MAGNETOCALORIC EFFECTS;

COBALT COMPOUNDS;

COBALT; GADOLINIUM; LANTHANIDE;

ANISOTROPY; ARTICLE; CHEMICAL STRUCTURE; ENTROPY; MAGNETISM; ROOM TEMPERATURE; SYNTHESIS;

EID: 84862908828     PISSN: 00027863     EISSN: 15205126     Source Type: Journal    
DOI: 10.1021/ja208367k     Document Type: Article

References (101)

1. Zimm, C.; Jastrab, A.; Sternberg, A.; Pecharsky, V.; Gschneidner, K. A., Jr.; Osborne, M.; Anderson, I. Adv. Cryog. Eng. 1998, 43, 1759
2. Pecharsky, V.; Gschneidner, K. A., Jr. J. Magn. Magn. Mater. 1999, 200, 44
3. Yu, B. F.; Gao, Q.; Zhang, B.; Meng, X. Z.; Chen, Z. Int. J. Refrig. 2003, 26, 622
4. Pecharsky, V.; Gschneidner, K. A., Jr. Int. J. Refrig. 2006, 29, 1239
5. Gschneidner, K. A., Jr.; Pecharsky, V. Int. J. Refrig. 2008, 31, 945
6. Warburg, E. Ann. Phys. Chem. 1881, 13, 141
7. Sessoli, R.; Gatteschi, D.; Villain, J. Molecular Nanomagnets; Oxford University Press: Oxford, 2006.
8. Christou, G.; Gatteschi, D.; Hendrickson, D. N.; Sessoli, R. MRS Bull. 2000, 25, 66-71
9. Gatteschi, D.; Sessoli, R. Angew. Chem., Int. Ed. 2003, 43, 268-297
10. Aromí, G.; Brechin, E. K. Struct. Bonding (Berlin) 2006, 122, 1-67
11. Evangelisti, M.; Candini, A.; Ghirri, A.; Affronte, M.; Brechin, E. K.; McInnes, E. J. L. Appl. Phys. Lett. 2005, 87, 072504
12. Shaw, R.; Laye, R. H.; Jones, L. F.; Low, D. M.; Talbot-Eeckelaers, C.; Wei, Q.; Milios, C. J.; Teat, S.; Helliwell, M.; Raftery, J.; Evangelisti, M.; Affronte, M.; Collison, D.; Brechin, E. K.; McInnes, E. J. L. Inorg. Chem. 2007, 46, 4968
13. Manoli, M.; Johnstone, R. D. L.; Parsons, S.; Murrie, M.; Affronte, M.; Evangelisti, M.; Brechin, E. K. Angew. Chem., Int. Ed. 2007, 46, 4456
14. Manoli, M.; Collins, A.; Parsons, S.; Candini, A.; Evangelisti, M.; Brechin, E. K. J. Am. Chem. Soc. 2008, 130, 11129
15. Nayak1, S.; Evangelisti, M.; Powell, A. K.; Reedijk, J. Chem.-Eur. J. 2010, 43, 12865
16. Spichkin, Yu. I.; Zvezdin, A. K.; Gubin, S. P.; Mischenko, A. S.; Tishin, A. M. J. Phys. D: Appl. Phys. 2001, 34, 1162
17. Zhang, X. X.; Wei, H. L.; Zhang, Z. Q.; Zhang, L. Phys. Rev. Lett. 2001, 87, 157203
18. Schnack, J.; Schmidt, R.; Richter, J. Phys. Rev. B 2007, 76, 054413
19. Evangelisti, M.; Candini, A.; Affronte, M.; Pasca, E.; de Jongh, L. J.; Scott, R. T. W.; Brechin, E. K. Phys. Rev. B 2009, 79, 104414
20. Evangelisti, M.; Luis, F.; de Jongh, L. J.; Affronte, M. J. Mater. Chem. 2006, 16, 2534
21. Evangelisti, M.; Brechin, E. K. Dalton Trans. 2010, 39, 4672
22. Karotsis, G.; Evangelisti, M.; Dalgarno, S. J.; Brechin, E. K. Angew. Chem., Int. Ed. 2009, 48, 9928
23. Karotsis, G.; Kennedy, S.; Teat, S. J.; Beavers, C. M.; Fowler, D. A.; Morales, J. J.; Evangelisti, M.; Dalgarno, S. J.; Brechin, E. K. J. Am. Chem. Soc. 2010, 132, 12983
24. Langley, S. K.; Chilton, N. F.; Moubaraki, B.; Hooper, T.; Brechin, E. K.; Evangelisti, M.; Murray, K. S. Chem. Sci. 2011, 2, 1166
25. Evangelisti, M.; Roubeau, O.; Palacios, E.; Camón, A.; Hooper, T. N.; Brechin, E. K.; Alonso, J. J. Angew. Chem., Int. Ed. 2011, 50, 6606
26. Zheng, Y.-Z.; Evangelisti, M.; Winpenny, R. E. P. Chem. Sci. 2011, 2, 99
27. Zheng, Y.-Z.; Evangelisti, M.; Winpenny, R. E. P. Angew. Chem., Int. Ed. 2011, 50, 3692
28. Sharples, J. W.; Zheng, Y.-Z.; Tuna, F.; McInnes, E. J. L.; Collison, D. Chem. Commun. 2011, 47, 7650
29. Benelli, C.; Gatteschi, D. Chem. Rev. 2002, 102, 2369
30. Sorace, L.; Benelli, C.; Gatteschi, D. Chem. Soc. Rev. 2011, 40, 3092
31. Tasiopoulos, A. J.; Wernsdorfer, W.; Moulton, B.; Zaworotko, M. J.; Christou, G. J. Am. Chem. Soc. 2003, 125, 15274
32. Mishra, A.; Wernsdorfer, W.; Abboud, K. A.; Christou, G. J. Am. Chem. Soc. 2004, 126, 15648
33. Stamatatos, T. C.; Teat, S. J.; Wernsdorfer, W.; Christou, G. Angew. Chem., Int. Ed. 2009, 48, 521
34. Papatriantafyllopoulou, C.; Wernsdorfer, W.; Abboud, K. A.; Christou, G. Inorg. Chem. 2011, 50, 421
35. Osa, S.; Kido, T.; Matsumoto, N.; Re, N.; Pochaba, A.; Mrozinski, J. J. Am. Chem. Soc. 2004, 126, 420
36. Zaleski, C. M.; Depperman, E. C.; Kampf, J. W.; Kirk, M. L.; Pecoraro, V. L. Angew. Chem., Int. Ed. 2004, 43, 3912
37. Mishra, A.; Wernsdorfer, W.; Parsons, S.; Christou, G.; Brechin, E. K. Chem. Commun. 2005, 2086
38. Aronica, C.; Pilet, G.; Chastanet, G.; Wernsdorfer, W.; Jacquot, J.-F.; Luneau, D. Angew. Chem., Int. Ed. 2006, 45, 4659
39. Mori, F.; Nyui, T.; Ishida, T.; Nogami, T.; Choi, K.-Y.; Nojiri, H. J. Am. Chem. Soc. 2006, 128, 1440
40. Mereacre, V. M.; Ako, A. M.; Clérac, R.; Wernsdorfer, W.; Filoti, G.; Bartolome, J.; Anson, C. E.; Powell, A. K. J. Am. Chem. Soc. 2007, 129, 9248
41. Pointillart, F.; Bernot, K.; Sessoli, R.; Gatteschi, D. Chem.-Eur. J. 2007, 13, 1602
42. Mereacre, V.; Ako, A. M.; Clerac, R.; Wernsdorfer, W.; Hewitt, I. J.; Anson, C. E.; Powell, A. K. Chem.-Eur. J. 2008, 14, 3577
43. Akhtar, M. N.; Zheng, Y.-Z.; Lan, Y.; Mereacre, V.; Anson, C. E.; Powell, A. K. Inorg. Chem. 2009, 48, 3502
44. Langley, S.; Moubaraki, B.; Murray, K. S. Dalton Trans. 2010, 39, 5066
45. Mereacre, V.; Lan, Y.; Clerac, R.; Ako, A. M.; Hewitt, I. J.; Wernsdorfer, W.; Buth, G.; Anson, C. E.; Powell, A. K. Inorg. Chem. 2010, 49, 5293
46. Liu, C.-M.; Zhang, D.-Q.; Zhu, D.-B. Dalton Trans. 2010, 39, 11325
47. Kajiwara, T.; Nakano, M.; Takahashi, K.; Takaishi, S.; Yamashita, M. Chem.-Eur. J. 2011, 17, 196
48. Liu, J.-L.; Guo, F.-S.; Meng, Z.-S.; Zheng, Y.-Z.; Leng, J.-D.; Tong, M.-L.; Ungur, L.; Chibotaru, L. F.; Heroux, K. J.; Hendrickson, D. N. Chem. Sci. 2011, 2, 1268
49. Clearfield, A. Curr. Opin. Solid State Mater. Sci. 1996, 1, 268 and references therein.
50. Khan, M. I.; Zubieta, J. Prog. Inorg. Chem. 1995, 43, 1
51. Chandrasekhar, V.; Kingsley, S. Angew. Chem., Int. Ed. 2000, 39, 2320
52. Tolis, E. I.; Helliwell, M.; Langley, S.; Raftery, J.; Winpenny, R. E. P. Angew. Chem., Int. Ed. 2003, 42, 3804
53. Maheswaran, S.; Chastanet, G.; Teat, S. J.; Mallah, T.; Sessoli, R.; Wernsdorfer, W.; Winpenny, R. E. P. Angew. Chem., Int. Ed. 2005, 44, 5044
54. Langley, S. J.; Helliwell, M.; Sessoli, R.; Rosa, P.; Wernsdorfer, W.; Winpenny, R. E. P. Chem. Commun. 2005, 5029
55. Konar, S.; Bhuvanesh, N.; Clearfield, A. J. Am. Chem. Soc. 2006, 128, 9604
56. Shanmugam, M.; Chastanet, G.; Mallah, T.; Sessoli, R.; Teat, S. J.; Timco, G. A.; Winpenny, R. E. P. Chem.-Eur. J. 2006, 12, 8777-8785
57. Khanra, S.; Kloth, M.; Mansaray, H.; Muryn, C. A.; Tuna, F.; Sanũdo, E. C.; Helliwell, M.; McInnes, E. J. L.; Winpenny, R. E. P. Angew. Chem., Int. Ed. 2007, 46, 5568
58. Ma, Y.-S.; Song, Y.; Li, Y.-Z.; Zheng, L.-M. Inorg. Chem. 2007, 46, 5459
59. Langley, S.; Helliwell, M.; Sessoli, R.; Teat, S. J.; Winpenny, R. E. P. Inorg. Chem. 2008, 47, 497
60. Chandrasekhar, V.; Nagarajan, L.; Clérac, R.; Ghosh, S.; Verma, S. Inorg. Chem. 2008, 47, 1067
61. Konar, S.; Clearfield, A. Inorg. Chem. 2008, 47, 3492
62. Konar, S.; Clearfield, A. Inorg. Chem. 2008, 47, 3489
63. Konar, S.; Clearfield, A. Inorg. Chem. 2008, 47, 5573
64. Murugavel, R.; Gogoi, N.; Suresh, K. G.; Lavek, S.; Verma, H. C. Chem. Asian J. 2009, 4, 923
65. Wang, M.; Yuan, D.-Q.; Ma, C.-B.; Yuan, M.-J.; Hu, M.-Q.; Li, N.; Chen, H.; Chen, C.-N.; Liu, Q.-T. Dalton Trans. 2010, 39, 7276
66. Baskar, V.; Gopal, K.; Helliwell, M.; Tuna, F.; Wernsdorfer, W.; Winpenny, R. E. P. Dalton Trans. 2010, 39, 4747
67. n], where X is the overall number of metal bound by the whole ligand, and each value of Y refers to the number of metal atoms attached to the different donor atoms. See also: Coxall, R. A.; Harris, S. G.; Henderson, D. K.; Parsons, S.; Tasker, P. A.; Winpenny, R. E. P. J. Chem. Soc., Dalton Trans. 2000, 2349
68. Chaboussant, G.; Basler, R.; Gudel, H.-U.; Ochsenbein, S. T.; Parkin, A.; Parsons, S.; Rajaraman, G.; Sieber, A.; Smith, A. A.; Timco, G. A.; Winpenny, R. E. P. Dalton Trans. 2004, 2758
69. Reuben, J. In Handbook on Physics and Chemistry of Rare Earths; Gschneidner, K. A., Jr.; Eyring, L., Eds.; North-Holland: Amsterdam, 1979; Vol. 4, pp 515-552.
70. Wang, R.; Gao, F.; Jin, T. Huaxue Tongbao 1996, 10, 14-20 and references therein.
71. Wang, R.; Liu, H.; Carducci, M. D.; Jin, T.; Zheng, C.; Zheng, Z. Inorg. Chem. 2001, 40, 2743
72. Thompson, L. K.; Matthews, C. J.; Zhao, L.; Xu, Z.; Miller, D. O.; Wilson, C.; Leech, M. A.; Howard, J. A. K.; Heath, S. L.; Whittaker, A. G.; Winpenny, R. E. P. J. Solid State Chem. 2001, 159, 308
73. Thompson, L. K.; Matthews, C. J.; Zhao, L.; Wilson, C.; Leech, M. A.; Howard, J. A. K. Dalton Trans. 2001, 2258
74. Thompson, L. K.; Zhao, L.; Xu, Z.; Reiff, W. M. Inorg. Chem. 2003, 42, 128
75. Zhao, L.; Xu, Z.; Grove, H.; Milway, V. A.; Dawe, L. N.; Abedin, T. S. M.; Thompson, L. K.; Kelly, T. L.; Harvey, R. G.; Miller, D. O.; Weeks, L.; Shapter, J. G.; Pope, K. J. Inorg. Chem. 2004, 43, 3812
76. Thompson, L. K.; Waldmann, O.; Xu, Z. Coord. Chem. Rev. 2005, 249, 2677
77. Dey, S. K.; Thompson, L. K.; Dawe, L. N. Chem. Commun. 2006, 4947
78. Milway, V. A.; Abedin, S. M. T.; Niel, V.; Kelly, T. L.; Dawe, L. N.; Dey, S. K.; Thompson, D. W.; Miller, D. O.; Alam, M. S.; Müller, P.; Thompson, L. K. Dalton Trans. 2006, 2835
79. Dey, S. K.; Abedin, T. S. M.; Dawe, L. N.; Tandon, S. S.; Collins, J. L.; Thompson, L. K.; Postnikov, A. V.; Alam, M. S.; Müller, P. Inorg. Chem. 2007, 46, 7767
80. Dawe, L. N.; Thompson, L. K. Angew. Chem., Int. Ed. 2007, 46, 7440
81. Niel, V.; Milway, V. A.; Dawe, L. N.; Grove, H.; Tandon, S. S.; Abedin, T. S. M.; Kelly, T. L.; Spencer, E. C.; Howard, J. A. K.; Collins, J. L.; Miller, D. O.; Thompson, L. K. Inorg. Chem. 2008, 47, 176
82. Dawe, L. N.; Shuvaev, K. V.; Thompson, L. K. Inorg. Chem. 2009, 48, 3323 and references therein.
83. Ruben, M.; Rojo, J.; Romero-Salguero, F. J.; Uppadine, L. H.; Lehn, J.-M. Angew. Chem., Int. Ed. 2004, 43, 3644 and references therein.
84. Newton, G. N.; Onuki, T.; Shiga, T.; Noguchi, M.; Matsumoto, T.; Mathieson, J. S.; Nihei, M.; Nakano, M.; Cronin, L.; Oshio, H. Angew. Chem., Int. Ed. 2011, 50, 4844
85. Dawe, L. N.; Abedin, T. S. M.; Kelly, T. L.; Thompson, L. K.; Miller, D. O.; Zhao, L.; Wilson, C.; Leech, M. A.; Howard, J. A. K. J. Mater. Chem. 2006, 16, 2645
86. Arora, H.; Lloret, F.; Mukherjee, R. Dalton Trans. 2009, 9759
87. Wu, D.; Guo, D.; Song, Y.; Huang, W.; Duan, C.; Meng, Q.; Sato, O. Inorg. Chem. 2009, 48, 854
88. Sessoli, R.; Gatteschi, D.; Caneschi, A.; Novak, M. A. Nature 1993, 365, 141
89. Addison, A. W.; Rao, T. N.; Reedijk, J.; van Rijn, J.; Verschoor, G. C. J. Chem. Soc., Dalton Trans. 1984, 1349
90. Belsky, A. J.; Brill, T. B. J. Phys. Chem. A 1999, 103, 3006
91. Breeze, B. A.; Shanmugam, M.; Tuna, F.; Winpenny, R. E. P. Chem. Commun. 2007, 5185
92. Kahn, O. Molecular Magnetism; VCH: New York, 1993.
93. Carlin, R. L. Magnetochemistry; Springer: Berlin, 1986.
94. Zheng, Y.-Z.; Tong, M.-L.; Zhang, W.-X.; Chen, X.-M. Angew. Chem., Int. Ed. 2006, 45, 6310
95. Zheng, Y.-Z.; Tong, M.-L.; Zhang, W.-X.; Chen, X.-M. Chem. Commun. 2006, 165
96. Zheng, Y.-Z.; Xue, W.; Tong, M.-L.; Chen, X.-M.; Zheng, S.-L. Inorg. Chem. 2008, 47, 11202
97. Zheng, Y.-Z.; Speldrich, M.; Schilder, H.; Chen, X.-M.; Kögerler, P. Dalton Trans. 2010, 39, 10827
98. Boča, R. Coord. Chem. Rev. 2004, 248, 757
99. Palii, A.; Tsukerblat, B.; Klokishner, S.; Dunbar, K. R.; Clemente-Juan, J. M.; Coronado, E. Chem. Soc. Rev. 2011, 40, 3130
100. Lines, M. E. J. Chem. Phys. 1971, 55, 2977
101. Ginsberg, A. P. Inorg. Chim. Acta Rev. 1971, 5, 45