TY - BOOK

T1 - Molekulare Schalter für potentielle Weltraumanwendungen

AU - Klimke, Stephen

N1 - Dissertation

PY - 2023

Y1 - 2023

N2 - Aufgrund der immer weiter voranschreitenden Miniaturisierung elektrischer Bauteile und der Limitierung Silicium-basierter Technologien ist die Suche nach neuen Materialien unausweichlich. Eine mögliche Alternative stellen hierbei molekulare Schalter auf Basis von Spin-Crossover-Verbindungen dar. Dabei handelt es sich um Materialien, welche durch äußere chemische oder physikalische Einwirkungen, beispielsweise elektromagnetische Strahlung oder Temperaturänderungen, ihre Eigenschaften verändern. Vielversprechende Materialien sind hierbei Koordinationsverbindungen mit FeIII-Zentren, welche reversibel zwischen einem sogenannten High-Spin- und Low-Spin-Zustand wechseln können. Dies geht unter anderem mit signifikanten Änderungen ihrer optischen und magnetischen Eigenschaften einher. Mögliche Anwendungsbereiche stellen hierbei die Sensorik oder die Datenspeicherung dar. Im Rahmen dieser Dissertation werden neue FeIII-Koordinationsverbindungen auf Basis von tetradentaten, pentadentaten und potentiell hexadentaten Liganden synthetisiert und charakterisiert. Die tetradentaten Verbindungen vom Salen-Typ werden mit unterschiedlichen monodentaten Liganden umgesetzt und auf potentielle Spin-Crossover-Eigenschaften untersucht. Dabei hat sich gezeigt, dass durch einen Ligandenaustausch mit Imidazol und Perchlorat als Gegenion neue molekulare Schalter erhalten werden. Bei den pentadentaten Verbindungen handelt es sich um FeIII-Komplexe mit einem Salpet-Liganden, welchen durch die Substitution mit einer pH-sensitiven Sulfonsäure-Gruppe neue, sensorische Eigenschaften hinzugefügt wurden. Dazu gehören unter anderem eine signifikante Farbänderung beim Kontakt mit Säuren oder Basen. Die letzte Gruppe bilden mit Methylpyridin- substituierte Salpet-Liganden. Das Ziel ist hier die Strukturaufklärung hinsichtlich der Koordinationssphäre des Metallzentrums. Dabei liegt das besondere Augenmerk auf der Bindung zwischen dem Eisen-Zentrum und der Methylpyridin-Gruppe. Die in dieser Arbeit vorgestellten Ergebnisse sollen neue Erkenntnisse für den Einsatz von molekularen Schaltern in sensorischen Anwendungen liefern.

AB - Aufgrund der immer weiter voranschreitenden Miniaturisierung elektrischer Bauteile und der Limitierung Silicium-basierter Technologien ist die Suche nach neuen Materialien unausweichlich. Eine mögliche Alternative stellen hierbei molekulare Schalter auf Basis von Spin-Crossover-Verbindungen dar. Dabei handelt es sich um Materialien, welche durch äußere chemische oder physikalische Einwirkungen, beispielsweise elektromagnetische Strahlung oder Temperaturänderungen, ihre Eigenschaften verändern. Vielversprechende Materialien sind hierbei Koordinationsverbindungen mit FeIII-Zentren, welche reversibel zwischen einem sogenannten High-Spin- und Low-Spin-Zustand wechseln können. Dies geht unter anderem mit signifikanten Änderungen ihrer optischen und magnetischen Eigenschaften einher. Mögliche Anwendungsbereiche stellen hierbei die Sensorik oder die Datenspeicherung dar. Im Rahmen dieser Dissertation werden neue FeIII-Koordinationsverbindungen auf Basis von tetradentaten, pentadentaten und potentiell hexadentaten Liganden synthetisiert und charakterisiert. Die tetradentaten Verbindungen vom Salen-Typ werden mit unterschiedlichen monodentaten Liganden umgesetzt und auf potentielle Spin-Crossover-Eigenschaften untersucht. Dabei hat sich gezeigt, dass durch einen Ligandenaustausch mit Imidazol und Perchlorat als Gegenion neue molekulare Schalter erhalten werden. Bei den pentadentaten Verbindungen handelt es sich um FeIII-Komplexe mit einem Salpet-Liganden, welchen durch die Substitution mit einer pH-sensitiven Sulfonsäure-Gruppe neue, sensorische Eigenschaften hinzugefügt wurden. Dazu gehören unter anderem eine signifikante Farbänderung beim Kontakt mit Säuren oder Basen. Die letzte Gruppe bilden mit Methylpyridin- substituierte Salpet-Liganden. Das Ziel ist hier die Strukturaufklärung hinsichtlich der Koordinationssphäre des Metallzentrums. Dabei liegt das besondere Augenmerk auf der Bindung zwischen dem Eisen-Zentrum und der Methylpyridin-Gruppe. Die in dieser Arbeit vorgestellten Ergebnisse sollen neue Erkenntnisse für den Einsatz von molekularen Schaltern in sensorischen Anwendungen liefern.

U2 - 10.15488/13567

DO - 10.15488/13567

M3 - Dissertation

CY - Hannover

ER -