Propiedades magnéticas y estructurales de nuevos líquidos iónicos magnéticos (MILs) basados en imidazolio y haluros de hierro

Abstract

RESUMEN: En la presente tesis se ha abordado el desarrollo de cuatro nuevos líquidos iónicos magnéticos (MILs) basados en cationes de imidazolio y haluros de hierro, que presentan ordenamiento magnético en estado sólido a bajas temperaturas. Además se ha estudiado los efectos de la deuteración y de la presión hidrostática en un MIL comercial, el Emim[FeCl4]. Durante el transcurso de la presente memoria se han utilizado diversas técnicas de caracterización térmica, físico-química, estructural y magnética. Por último, se han establecido las relaciones magneto-estructurales por medio de datos experimentales de difracción de rayos X y neutrones combinados con cálculos de DFT. Como resultados principales destacan la determinación de la primera estructura magnética de un MIL y que el acoplamiento magnético viene dado por interacciones de supercanje Fe-X—X-Fe (X = halógeno), las cuales dependen del tamaño del catión y aumentan con la transferencia de espín del hierro al halógeno.

ABSTRACT: In this PhD. thesis, the development of new four magnetic ionic liquids (MILs) has been addressed using imidazolium-based cations and iron halides, which display magnetic ordering in their solid state at low temperatures. Moreover, the effects of chemical deuteration and hydrostatic pressure have been studied in a commercial MIL, the Emim [FeCl4] compound. During the course of the present work, several thermal, physico-chemical, structural and magnetic properties have been used. Finally, the magneto-structural correlations have been stablished by X-ray and neutron powder diffraction, combined with DFT calculations. The main results include the first magnetic structure determination in a MIL and the fact that the magnetic coupling comes from superexchange interactions via Fe-X--X-Fe (X = halogen), which depend on the cation size and they increase with the spin transfer from iron to the halogen.