Стабильность плёнок фталоцианина марганца(II) на воздухе

DOI: 10.6060/mhc224426y

  • Pavel A. Yunin Институт физики микроструктур РАН
  • Yury I. Sachkov Институт физики микроструктур РАН
  • Vladislav V. Travkin Институт физики микроструктур РАН
  • Georgy L. Pakhomov Институт физики микроструктур РАН
Ключевые слова: фталоцианин марганца, молекулярные магниты, пленки, микроструктура, кристалличность, старение, окисление

Аннотация

Фталоцианинат марганца (PcMn) выделяется среди известных парамагнитных молекул тем, что является одновременно необычным и неустойчивым комплексом. Вероятно, эти характеристики взаимосвязаны, что затрудняет интерпретацию экспериментальных данных. Примечательно, что вывод о нестабильности PcMn следует из координационной активности и окислительно-восстановительного поведения молекул в растворах, тогда как «необычные» магнитные и электрические свойства измеряются в твердой фазе. В данной работе рассматриваются пленки PcMn, которые в течение месяца выдерживались в инертной атмосфере, а также в обычных лабораторных условиях и исследовались методами оптической спектроскопии, рентгеновской дифрактометрии, масс-спектроскопии вторичных ионов и методами контроля морфологии. Показано, что старение твердофазных образцов PcMn влияет на молекулярную упаковку и микроструктуру кристаллов, вызывает изменение морфологии их поверхности и концентрации примесей. Однако эти изменения обратимы и не связаны с объемными гетерогенными химическими реакциями, в частности с окислением.

Литература

Bartolomé J., Monton C., Schuller I.K. In: Molecular Magnets, Ch. 9, Magnetism of Metal Phthalocyanines. Berlin: Springer-Verlag 2014, p. 221-245.https://doi.org/10.1007/978-3-642-40609-6_9

Yamada H., T Shimada., Koma A. J. Chem. Phys. 1998, 108, 10256. https://doi.org/10.1063/1.476486

Schlettwein D., Meyer J.P., Jaeger N.I. J. Porphyrins Phthalocyanines 2000, 4, 23. https://doi.org/10.1002/(SICI)1099-1409(200001/02)4:1<23::AID-JPP181>3.0.CO;2-6

Rajesh K.R., Menon C.S. Eur. Phys. J., B 2005, 47, 171. https://doi.org/10.1140/epjb/e2005-00317-x

Yunin P.A., Sachkov Y.I., Travkin V.V., Skorokhodov E.V., Pakhomov G.L. Vacuum 2021, 194, 110584. https://doi.org/10.1016/j.vacuum.2021.110584

van Faassen E., Kerp H. Sensor Actuat B-Chem 2003, 88, 329. https://doi.org/10.1016/S0925-4005(02)00379-9

Friedrich R., Hahn T., Kortus J., Fronk M., Haidu F., Salvan G., Zahn D.R.T., Schlesinger M., Mehring M., Roth F., Mahns B., Knupfer M. J. Chem. Phys. 2012, 136, 064704. https://doi.org/10.1063/1.3683253

Nguyen A., Cosue C., Gredig T. FWS16 Meeting of The American Physical Society 2016, S2.00002

Cranston R.R., Lessard B.H. Rsc Adv 2021, 11, 21716. https://doi.org/10.1039/D1RA03853B

Pagenkopf F., Müller E., Knupfer M. J. Chem. Phys. 2018, 148, 044701. https://doi.org/10.1063/1.5008916

Haidu F., Fechner A., Salvan G., Gordan O.D., Fronk M., Lehmann D., Mahns B., Knupfer M., Zahn D.R.T. AIP Advances 2013, 3, 062124. https://doi.org/10.1063/1.4812230

Meyer J.P., Schlettwein D. Adv. Mater. Opt. Electron. 1996, 6, 239. https://doi.org/10.1002/(SICI)1099-0712(199609)6:5/6<239::AID-AMO274>3.0.CO;2-E

Mousazade Y., Najafpour M.M., Bagheri R., Jaglicic Z., Singh J.P., Chae K.H., Song Z.L., Rodionova M.V., Voloshin R.A., Shen J.R., Ramakrishna S., Allakhverdiev S.I. Dalton Trans. 2019, 48, 12147. https://doi.org/10.1039/C9DT01790A

Berger O., Fischer W.J., Adolphi B., Tierbach S., Melev V., Schreiber J. J. Mater. Sci.-Mater. Electron. 2000, 11, 331. https://doi.org/10.1023/A:1008933516940

Kumar P., Sharma A., Yadav S., Ghosh S. Org. Electron. 2013, 14, 1663. https://doi.org/10.1016/j.orgel.2013.03.027

Electronic Processes in Organic Molecular Crystals: The Phenomenon of Polarization and Localization (Silinsh E., Ed.), Zinatne: Riga, 1988. 329 p. [Электронные процессы в органических молекулярных кристаллах: Явление поляризации и локализации (Силиньш Э., ред.), Зинатне: Рига, 1988. 329 с.].

Pakhomov G.L., Travkin V.V., Drozdov M.N., Sachkov Y.I., Yunin P.A. Appl. Surf. Sci. 2022, 578, 152084. https://doi.org/10.1016/j.apsusc.2021.152084

Slota R., Dyrda G. Inorg. Chem. 2003, 42, 5743. https://doi.org/10.1021/ic0260217

Dolotova O.V., Bundina N.I., Kaliya O.L., Lukyanets E.A. J. Porphyrins Phthalocyanines 1997, 1, 355. https://doi.org/10.1002/(SICI)1099-1409(199710)1:4<355::AID-JPP39>3.3.CO;2-Z

Williamson B.E., Vancott T.C., Boyle M.E., Misener G.C., Stillman M.J., Schatz P.N. J. Am. Chem. Soc. 1992, 114, 2412. https://doi.org/10.1021/ja00033a016

Lever A.B.P., Wilshire J.P., Quan S.K. Inorg. Chem. 1981, 20, 761. https://doi.org/10.1021/ic50217a025

Mason R., Williams G.A., Fielding P.E. J. Chem. Soc., Dalton Trans. 1979, 676. https://doi.org/10.1039/dt9790000676

Iwatsu F. J. Phys. Chem. 1988, 92, 1678. https://doi.org/10.1021/j100317a057

Yim S., Heutz S., Jones T.S. J. Appl. Phys. 2002, 91, 3632. https://doi.org/10.1063/1.1446218

Jiang H., Hu P., Ye J., Ganguly R., Li Y.X., Long Y., Fichou D., Hu W.P., Kloc C. Angew. Chem. Int. Ed. 2018, 57, 10112. https://doi.org/10.1002/anie.201803363

Batsanov S.S. Inorg. Mater. 2001, 37, 871. https://doi.org/10.1023/A:1011625728803

Muckley E.S., Miller N., Jacobs C.B., Gredig T., Ivanov I.N. Journal of Photonics for Energy 2016, 6, 045501. https://doi.org/10.1117/1.JPE.6.045501

Heutz S., Mitra C., Wu W., Fisher A.J., Kerridge A., Stoneham M., Harker A.H., Gardener J., Tseng H.H., Jones T.S., Renner C., Aeppli G. Adv. Mater. 2007, 19, 3618. https://doi.org/10.1002/adma.200701458

Rochford L.A., Keeble D.S., Holmes O.J., Clarkson G.J., Jones T.S. J. Mater. Chem., C 2014, 2, 6056. https://doi.org/10.1039/C4TC00759J

Gurvich L.V., Karachevtsev G.V., Kondratyev V.N., Lebedev Yu.A., Medvedev V.A., Potapov V.K., Khodeev Yu.S. The Energy of Chemical Bonds Breaking. Ionization Potentials and Electron Affinity, Moscow: Nauka, 1974, p. 351 [Гурвич Л.В., Карачевцев Г.В., Кондратьев В.Н., Лебедев Ю.А., Медведев В.А., Потапов В.К., Ходеев Ю.С. Энергии разрыва химических связей. Потенциалы ионизации и сродство к электрону, Москва: Наука, 1974. 351 с.].

Travkin V., Yunin P., Stuzhin P., Pakhomov G. Materials Today: Proceedings 2020, 20, 12. https://doi.org/10.1016/j.matpr.2019.07.708

Drozdov M.N., Yunin P.A., Travkin V.V., Koptyaev A.I., Pakhomov G.L. Adv. Mater. Interfaces 2019, 6, 1900364. https://doi.org/10.1002/admi.201900364

Travkin V.V., Luk'yanov A.Y., Drozdov M N., Vopilkin E A., Yunin P A., Pakhomov G L, Appl. Surf. Sci. 2016, 390, 703. https://doi.org/10.1016/j.apsusc.2016.08.174

Panina N., van de Ven R., Janssen F.F.B.J., Meekes H., Vlieg E., Deroover G. Cryst. Growth Des. 2009, 9, 840. https://doi.org/10.1021/cg800437y

Brumboiu I.E., Totani R., de Simone M., Coreno M., Grazioli C., Lozzi L., Herper H.C., Sanyal B., Eriksson O., Puglia C., Brena B. J. Phys. Chem. A 2014, 118, 927. https://doi.org/10.1021/jp4100747

Rückerl F., Waas D., Büchner B., Knupfer M., Zahn D.R.T., Haidu F., Hahn T., Kortus J. Beilstein J. Nanotechnol. 2017, 8, 1601. https://doi.org/10.3762/bjnano.8.160

Meng L., Wang K., Han Y.Y., Yao Y., Gao P., Huang C., Zhang W.H., Xu F.Q. Prog. Nat. Sci.-Mater. 2017, 27, 329. https://doi.org/10.1016/j.pnsc.2017.04.010

Liu K., Lei Y., Wang G. J. Chem. Phys. 2013, 139, 204306. https://doi.org/10.1063/1.4832696

Vesselli E. J. Phys. Mater. 2020, 3, 329-332. https://doi.org/10.1088/2515-7639/ab7ab2

Bagsican F.R., Winchester A., Ghosh S., Zhang X., Ma L.L., Wang M.J., Murakami H., Talapatra S., Vajtai R., Ajayan P.M., Kono J., Tonouchi M., Kawayama I. Sci. Rep. 2017, 7, 1774. https://doi.org/10.1038/s41598-017-01883-1

Dolotova O., Konarev A., Volkov K., Negrimovsky V., Kaliya O.L. J. Porphyrins Phthalocyanines 2012, 16, 946. https://doi.org/10.1142/S1088424612501015

Bernstein J. Polymorphism in Molecular Crystals, Oxford: Clarendopress, 2002, p. 574.

Опубликован
2022-11-12
Раздел
Фталоцианины