Principali classi di materiali magnetici molecolari. Principali interazioni: scambio, dipolare, anisotropia magnetica. Formalismo dell'hamiltoniano di spin. Correlazioni magneto-strutturali.
Tecniche di indagine: Introduzione con esercitazioni alla magnetometria ac e dc e risonanza paramagnetica elettronica con esercitazioni. Bistabilità ed isteresi in materiali molecolari e nanoscopici. Il processo di inversione della magnetizzazione. Effetti quantistici nella dinamica della magnetizzazione.
Gatteschi, Sessoli, Villain, “Molecular Nanomagnets” Oxford University Press 2006 (disponibile in biblioteca)
Olivier Kahn “Molecular Magnetism” Wiley 1993 (disponibile presso i docenti)
Obiettivi Formativi
Lo studente dovrebbe acquisire la capacità di stabilire correlazioni fra le proprietà magnetiche e la struttura molecolare. Dovrebbe acquisire padronanza di base nell’uso dell’hamiltoniano di spin in sistemi discreti quali le molecole. Avrà modo di familiarizzare con le principali tecniche di caratterizzazione delle proprietà magnetiche. Al termine del corso: Lo studente dovrebbe essere in grado di identificare anche in contesti diversi i sistemi e/o le situazioni dove l’analisi delle proprietà magnetiche possa fornire informazioni aggiuntive sul sistema investigato identificando anche la tecnica di indagine più adatta fra quelle studiate.
Prerequisiti
Corsi raccomandati: Chimica Inorganica Superiore
Metodi Didattici
Numero di ore relative alle attività in aula: 40
Numero di ore relative alle attività in laboratorio: 12
54
Altre Informazioni
Copie del materiale didattico disponibile in formato elettronico sulla piattaforma e-learning.
Ricevimento: tutti i giorni su appuntamento
Modalità di verifica apprendimento
Viene proposto agli studenti di svolgere una breve esperienza nel laboratorio di magnetismo molecolare seguita dal trattamento dei dati raccolti e alla compilazione di una breve relazione da discutere in sede di esame. In alternativa l’esame si può svolgere mediante un colloquio sugli argomenti del programma.
Programma del corso
a) Principali classi di materiali molecolari e nanoscopici di interesse nel magnetismo e principali approcci sintetici.
b) Struttura elettronica e proprietà magnetiche: Livelli elettronici del singolo ione; richiami di teoria dei gruppi; Teoria del campo leganti
c) Il formalismo dell’ Hamiltoniano di spin; Anisotropia magnetica; Interazione di scambio e dipolare.
d) Tecniche di indagine nel magnetismo molecolare: Magnetometria in corrente continua; Suscettometria in corrente alternata; Risonanza magnetica elettronica (EPR).
e) Tipi di bistabilità elettronica e magnetica e loro applicazioni. Isteresi magnetica in sistemi molecolari e nanoscopici. Analogie e differenze fra materiali molecolari e nanoparticelle magnetiche.