Анотація до роботи:

Кравчина О.В. Обмінна взаємодія та магнітна структура метало-органічних сполук, що містять мідь, з водневими зв'язками– Рукопис.

Дисертація на здобуття наукового ступеня кандидата фізико-математичних наук за спеціальністю 01.04.11 – магнетизм. – Фізико-технічний інститут низьких температур ім. Б.І. Вєркіна НАН України, Харків, 2006.

Метою досліджень, проведених у дисертації, було одержання інформації про спин-спінові взаємодії та структуру магнітної підсистеми ряду метало-органічних сполук, що містять мідь, які характеризуються наявністю водневих зв'язків, а також з'ясування ролі водневих зв'язків у визначенні обмінних параметрів і формуванні магнітної структури цих сполук. Вивчались метало-органічні сполуки двох видів. По-перше, ряд однотипних структурно- одновимірних сполук, для яких прослідковано вплив зміни водневих зв'язків на магнітні властивості. По-друге, система зі складною схемою внутрішньо-молекулярних водневих зв'язків, структура яких дозволяє розглядати її як кластерну.

У роботі використано кілька взаємодоповнюючих експериментальних методик – ЕПР, як джерело інформації про основний орбітальний стан магнітного іона, теплоємність, намагніченість і магнітна сприйнятливість - для визначення обмінних параметрів і магнітної структури.

У результаті досліджень виявлено кореляцію між схемою водневих зв'язків і магнітною структурою досліджених сполук. Показано, що обмінна взаємодія, яка реалізується за допомогою водневих зв'язків є досить ефективною за певної симетрії хвильової функції магнітного іона, яка у свою чергу пов'язана з типом локального оточення магнітного іона.

1. Водневий зв'язок дійсно є ефективною проміжною ланкою, що забезпечує в складних аніон-катіонних ланцюжках перенесення електронної густини між магнітними іонами для реалізації непрямої обмінної взаємодії. Це підтверджується істотною зміною параметрів обмінної взаємодії при цілеспрямованій зміні геометрії водневих зв'язків у дослідженому ряді сполук.

2. У ряді сполук (CuSO₄)(L)^.2H₂O, який характеризується наявністю структурної квазіодновимірності, внутрішньоланцюжкова обмінна взаємодія між іонами Cu²⁺ через комплексні аніони [SO₄]^2- виявляється істотно меншою, ніж міжланцюжкова за участю водневих зв'язків. Причиною цього є хвильової функції основного орбітального стану іона міді , максимуми електронної густини якої орієнтовані в міжланцюжкових напрямках.

3. У сполуці (CuSO₄)(en)^.2H₂O за участю водневих зв'язків реалізується двовимірна антиферомагнітна структура неелевського типу при T_N = 0,91 К. Для інших сполук цього ряду водневі зв'язки формують зиґзаґові магнітні ланцюжки з антиферомагнітним обміном, які відповідають ледерній магнітній структурі зі косим рангом.

4. Якісний опис магнітних і резонансних властивостей сполуки CENI може бути одержаний у межах кластерної моделі магнітної структури. Сітка водневих зв'язків формує з іонів Cu²⁺ чотирьохвузельний кластер з діагональним зв'язком, у якому міжвузельні взаємодії мають різні знаки.

Публікації автора:

1. Андерс A.Г., Каплиенко А.И., Кравчина О.В., Бондаренко В.С., Feher A., Orendach M., Orendachova A., Kajnakova M., Cernak J. Проявление эффекта Яна-Теллера в спектре ЭПР металло-органического комплекса [Cu(en)2H₂O]SO₄ // ФНТ.-2002.-Т.28,№ 8-9.- С.890-895.

2. Кравчина О.В., Каплиенко А.И., Андерс A.Г., Orendach M., Orendachova A., Kajnakova M., Feher A. Электронный парамагнитный резонанс в порошковых образцах металлоорганических соединений меди // ФНТ.-2004.-Т.30, №2.-С.198-204.

3. Кравчина О.В., Каплиенко А.И., Kajnakova M. Низкотемпературный спектр ЭПР порошкового образца Cu(C₁₀H₈N₂)(H₂O)₂SO₄ // ФНТ.-2004.-т.30,№ 10.-С.1092-1094.

4. Kajnakova M., Orendachova A., Orendach M., Park J.H., Kravchyna O.V., Anders A.G., Cernak J., Feher A., Meisel M.W. Magnetic properties of Cu(phen)₂(H₂O)₂SO₄ – S = 1/2 zigzag ladder with spatially anisotropic exchange coupling // JMMM-2004.-Vol.272-276.-P.867-868.

5. Kajnakova M., Orendach M., Orendachova A., Vlcek A., Cernak J., Kravchyna O.V., Anders A.G., Balanda M., Park J.H., Feher A., Meisel M.W. Cu(H₂O)₂(C₂H₈N₂)SO₄: A quasi-two-dimensional S = 1/2 Heisenberg antiferromagnet // Phys.Rev.B-2005.-Vol.71.-P.014435.

6. Orendachova A., Kajnakova M., Cernak J., Park J.H., Cizmar E., Orendach M., Vlcek A., Kravchyna O.V., Anders A.G., Feher A., Meisel M.W. Hydrogen bond mediated magnetism in [Cu^II(en)₂(H₂O)][Cu^II(en)₂Ni₂ Cu^I₂(CN)₁₀]^.2H₂O // Chem. Phys.-2005.-Vol.309.-P.115-125.

7. Kravchyna O., Kaplienko A., Anders A., Orendach M., Orendachova A., Kajnakova M. EPR spectra of powders samples of copper-organic compounds // XVI International School-Seminar: Spectroscopy of molecules and crystals.-Sevastopol (Ukraine).-2003.-P4-29.

8. Anders A., Kravchyna O., Kaplienko A., Orendach M., Orendachova A., Kajnakova M., Feher A. Metal-organic complexes of Cu(II): ground state and exchange interactions in magnetic subsystem // NATO Advanced Research Workshop: Frontiers in Spectroscopy of Emergent Materials: Resent Advances towards New Technologies.-Sudak (Ukraine).-2003.-P.48.

9. Кравчина О.В., Каплиенко А.И., Kajnakova M. Основное состояние иона меди в соединении Cu(bpy)(H₂O)₂SO₄ // КМВ-ФНТ-2004: Фізика низьких температур.-Харків.-2004.-С.17.

10. Kravchyna O., Kaplienko A., Orendach M., Orendachova A., Kajnakova M., Feher A. EPR spectra of powder sample Cu(bpy)(H₂O)SO₄ // 12-th Czech and Slovak Conference on Magnetism.-Kosice (Slovakia).-2004.-P.73.

11. Orendachova A., Kajnakova M., Orendach M., Kravchyna O.V., Anders A.G., Park J.H., Feher A., Cernak J., Meisel M.W. Magnetic properties of Cu(C₁₂H₈N₂)(H₂O)₂SO₄ – S = 1/2 zigzag ladder with spatially anisotropic exchange coupling // ICM-2003.- Roma (Italy).-2003.-P.485.

12. Кравчина О., Андерс А., Feher A., Orendach M., Orendachova A., Kajnakova M., Cernak J., Vlcek A. Магнитные свойства квазидвумерного Гейзенберговского магнетика (CuSO₄)₂(en)^.2H₂O со спином S = 1/2 // Пятая Харьковская конференция молодых ученых: Радиофизика и СВЧ электроника.-Харьков.-2005.-С.20-21.

13. Orendacova A., Vlcek A., Orendac M., Kravchyna O.V., Kajnakova M., Cernak J., Anders A.G., Feher A. ESR studies of a quasi-tetrameric compound [Cu^II(en)₂(H₂O)][Cu^II(en)₂Ni₂Cu₂^I(CN)₁₀]^.2H₂O // 20 General conference condensed matter division (EPS CMD 20).- Prague (Czech Republic).-2004.-P.107.