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Redox Switches for Single-Molecule Magnet Activity: An Ab Initio Insight

机译：用于单分子磁体活动的氧化还原开关：从头算的洞察力

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A dinuclear Co-II complex (1) featuring unprecedented anodic and cathodic switches for single-molecule magnet (SMM) activity has been recently investigated (J. Am. Chem. Soc. 2013, 135, 14670). The presence of sandwiched radicals in different oxidation states of this compound mediates magnetic coupling between the high-spin (S=3/2) cobalt ions, which gives rise to SMM activity in both the oxidized ([1(OEt2)](+)) and reduced ([1](-)) states. This feature represents the first example of a SMM exhibiting fully reversible, dual ON/OFF switchability. Here we apply ab initio and broken-symmetry DFT calculations to elucidate the mechanisms responsible for magnetic properties and magnetization blocking in these compounds. It is found that due to the strong delocalization of the magnetic molecular orbital, there is a strong antiferromagnetic interaction between the radical and cobalt ions. The lack of high axiality of the cobalt centres explains why these compounds possess slow relaxation of magnetization only in an applied dc magnetic field.
机译：最近研究了一种具有前所未有的用于单分子磁体（SMM）活性的阳极和阴极开关的双核Co-II配合物（1）（J. Am。Chem。Soc。2013，135，14670）。该化合物在不同氧化态中存在的三明治自由基会介导高自旋（S = 3/2）钴离子之间的磁耦合，从而在两种被氧化的[[1（OEt2）]（+）中都引起SMM活性。 ）和简化（[1]（-））状态。此功能代表了具有完全可逆的双重ON / OFF切换能力的SMM的第一个示例。在这里，我们采用从头算和破对称DFT计算来阐明负责这些化合物的磁性能和磁化阻断的机理。发现由于磁性分子轨道的强离域作用，在自由基和钴离子之间存在强的反铁磁相互作用。钴中心缺乏高轴向性解释了为什么这些化合物仅在施加的直流磁场中才具有缓慢的磁化弛豫。

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