Nouveaux composés à conversion de spin et polymorphisme pour une approche multi-échelle vers les hautes T(LIESST)

Abstract

L'effet LIESST (Light-Induced Excited Spin-State Trapping) apparaît comme l'un des phénomènes les plus prometteurs et les plus excitants pour les dispositifs applicatifs basés sur les complexes à transition de spin (TS). Cependant, la compréhension fondamentale du LIESST doit encore être approfondie avant toute conception rationnelle. Par exemple, il est encore très difficile d'établir les relations structure-propriétés, bien que cette approche soit cruciale pour découvrir des matériaux à TS ayant une température de relaxation T(LIESST) élevée. L'objectif de ce travail est donc de comprendre comment augmenter la valeur de T(LIESST) vers une plage de température de la vie quotidienne. Nous avons choisi de l’atteindre en tentant d’augmenter la distorsion de la sphère de coordination du métal par deux stratégies basées sur la chimie : i) influer à l'échelle moléculaire via des contraintes stériques induites par des ligands halogénés et ii) moduler la contrainte moléculaire via du polymorphisme. La partie I présente quelques aspects fondamentaux et les parties II et III sont consacrées à la synthèse, à la cristallographie et aux études (photo)magnétiques des nouveaux composés moléculaires, y compris des polymorphes, de la famille [Fe(PM-L)2(NCX)2]. Ces nouveaux composés offrent tout d'abord un large éventail de comportements innovants, comme par exemple des expansions volumiques négatives ou nulles à la TS et l'absence de transition à plusieurs étapes malgré des sites métalliques indépendants au sein du cristal. Ces travaux élargissent considérablement la richesse des perspectives du phénomène de TS. De plus, l'examen approfondi des paramètres pertinents pour l’obtention d’un T(LIESST) élevé, tel que discutés dans la partie IV, apporte de nouvelles caractéristiques et prouve définitivement que toutes les échelles physiques doivent être prises en compte, ce qui conduit à proposer un concept multi-échelle de l'effet LIESST.