Hierarchical Self-Assembly of Supramolecular Spintronic Modules into 1D- and 2D-Architectures with Emergence of Magnetic Properties

Authors

  • Mario Ruben Dr.,

    1. ISIS, 8 Allée Gaspard Monge, 67000 Strasbourg, France, Fax: (+33) 03-90-24-51-40
    2. Current address: Institute of Nanotechnology, Research Center Karlsruhe, PF 3640, 76021 Karlsruhe, Germany
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  • Ulrich Ziener Dr.,

    1. ISIS, 8 Allée Gaspard Monge, 67000 Strasbourg, France, Fax: (+33) 03-90-24-51-40
    2. Current address: Organische Chemie III, Makromolekulare Chemie University of Ulm, Albert Einstein Allee 11, 89069 Ulm, Germany
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  • Jean-Marie Lehn Prof. Dr.,

    1. ISIS, 8 Allée Gaspard Monge, 67000 Strasbourg, France, Fax: (+33) 03-90-24-51-40
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  • Vadim Ksenofontov Dr.,

    1. Institut für Anorganische Chemie und Analytische Chemie, Johannes Gutenberg-Universität Mainz, Staudingerweg 9, 55099 Mainz, Germany
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  • Philipp Gütlich Prof. Dr.,

    1. Institut für Anorganische Chemie und Analytische Chemie, Johannes Gutenberg-Universität Mainz, Staudingerweg 9, 55099 Mainz, Germany
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  • Gavin B. M. Vaughan Dr.

    1. European Synchrotron Radiation Facility (ESRF), Beamline 11, BP 220, 38043 Grenoble Cedex, France
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Abstract

Hierarchical self-assembly of complex supramolecular architectures allows for the emergence of novel properties at each level of complexity. The reaction of the ligand components A and B with FeII cations generates the [2×2] grid-type functional building modules 1 and 2, presenting spin-transition properties and preorganizing an array of coordination sites that sets the stage for a second assembly step. Indeed, binding of LaIII ions to 1 and of AgI ions to 2 leads to a 1D columnar superstructure 3 and to a wall-like 2D layer 4, respectively, with concomitant modulation of the magnetic properties of 1 and 2. Thus, to each of the two levels of structural complexity generated by the two sequential self-assembly steps corresponds the emergence of novel functional features.

Abstract

L'autoassemblage hiérarchisé d'architectures supramoléculaires conduit à l'émergence de nouvelles propriétés à chaque niveau de complexité. La réaction des ligands A et B avec des cations FeIIgénère des modules fonctionnels de type grille [2×2], 1 et 2, qui présentent des propriétés de transition de spin, et prédisposent un ensemble de sites de coordination pour une deuxième étape d'assemblage. En effet, la complexation d'ions LaIIIpar 1 et d'ions AgIpar 2 conduit respectivement à une superstructure colonnaire 3 1D et à un arrangement en feuillet 2D, avec une modulation concomittante des propriétés magnétiques de 1 et 2. Ainsi, à chaque niveau de complexité structurale généré par les deux étapes d'autoassemblage séquentiel, correspond l'émergence de nouvelles propriétés fonctionnelles.

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