On-Surface Synthesis of Organolanthanide Sandwich Complexes.
STM/STS
XMCD
density functional theory
lanthanides
on‐surface synthesis
organometallic chemistry
Journal
Advanced science (Weinheim, Baden-Wurttemberg, Germany)
ISSN: 2198-3844
Titre abrégé: Adv Sci (Weinh)
Pays: Germany
ID NLM: 101664569
Informations de publication
Date de publication:
12 Apr 2024
12 Apr 2024
Historique:
revised:
23
02
2024
received:
26
10
2023
medline:
13
4
2024
pubmed:
13
4
2024
entrez:
13
4
2024
Statut:
aheadofprint
Résumé
The synthesis of lanthanide-based organometallic sandwich compounds is very appealing regarding their potential for single-molecule magnetism. Here, it is exploited by on-surface synthesis to design unprecedented lanthanide-directed organometallic sandwich complexes on Au(111). The reported compounds consist of Dy or Er atoms sandwiched between partially deprotonated hexahydroxybenzene molecules, thus introducing a distinct family of homoleptic organometallic sandwiches based on six-membered ring ligands. Their structural, electronic, and magnetic properties are investigated by scanning tunneling microscopy and spectroscopy, X-ray absorption spectroscopy, X-ray linear and circular magnetic dichroism, and X-ray photoelectron spectroscopy, complemented by density functional theory-based calculations. Both lanthanide complexes self-assemble in close-packed islands featuring a hexagonal lattice. It is unveiled that, despite exhibiting analogous self-assembly, the erbium-based species is magnetically isotropic, whereas the dysprosium-based compound features an in-plane magnetization.
Identifiants
pubmed: 38610109
doi: 10.1002/advs.202308125
doi:
Types de publication
Journal Article
Langues
eng
Sous-ensembles de citation
IM
Pagination
e2308125Subventions
Organisme : Comunidad Autónoma de Madrid via 'Programa de Investigación Tecnologías' 2018 and 2020
ID : FOTOART-CM S2018/NMT-4367
Organisme : Comunidad Autónoma de Madrid via 'Programa de Investigación Tecnologías' 2018 and 2020
ID : FOTOSURF-CM Y2020/NMT-6469
Organisme : Spanish MICIN
ID : PID2021-123776NB-C21
Organisme : BOREAS
ID : 2022035777
Organisme : Comunidad de Madrid
ID : (MAD2D-CM)-IMDEA-Nanociencia
Organisme : Spanish MICINN
ID : PID2020-113142RB-C21
Organisme : Spanish MICINN
ID : PLEC2021-007906
Organisme : Spanish MICINN
ID : MCIN/AEI/10.13039/501100011033
Organisme : Spanish MICINN
ID : TED2021-129416A-I00
Organisme : Spanish MICINN
ID : MCIN/AEI /10.13039/501100011033
Organisme : Spanish MICINN
ID : CEX2020-001039-S
Organisme : European Metrology Programme for Innovation and Research
ID : EMPIR 20FUN03 COMET
Organisme : H2020 Marie Skłodowska-Curie Actions
ID : 894924
Organisme : H2020 European Research Council
ID : 766555
Informations de copyright
© 2024 The Authors. Advanced Science published by Wiley‐VCH GmbH.
Références
R. A. Layfield, J. J. W. McDouall, S. A. Sulway, F. Tuna, D. Collison, R. E. P. Winpenny, Chem.‐ Eur. J. 2010,16, 4442.
R. A. Layfield, Organometallics 2014, 33, 1084.
G. A. Abakumov, A. V. Piskunov, V. K. Cherkasov, I. L. Fedushkin, V. P. Ananikov, D. B. Eremin, E. G. Gordeev, I. P. Beletskaya, A. D. Averin, M. N. Bochkarev, A. A. Trifonov, U. M. Dzhemilev, V. A. D'yakonov, M. P. Egorov, A. N. Vereshchagin, M. A. Syroeshkin, V. V. Jouikov, A. M. Muzafarov, A. A. Anisimov, A. V. Arzumanyan, Y. N. Kononevich, M. N. Temnikov, O. G. Sinyashin, Y. H. Budnikova, A. R. Burilov, A. A. Karasik, V. F. Mironov, P. A. Storozhenko, G. I. Shcherbakova, B. A. Trofimov, et al., Russ. Chem. Rev. 2018, 87, 393.
a) S. Nain, R. Khurana, M.d. E. Ali, J. Phys. Chem. A 2022, 126, 2811;
b) P. Wang, X. Jiang, J. Hu, X. Huang, J. Zhao, R. Ahuja, J. Phys.: Condens. Matter 2017, 29, 435802.
J. Xing, X. Jiang, P. Wang, J. Zhao, Phys. Rev. Res. 2021, 3, 033005.
a) H. Xiang, J. Yang, J. G. Hou, Q. Zhu, J. Am. Chem. Soc. 2006, 128, 2310;
b) X. Zhang, Z. Tian, S.‐W. Yang, J. Wang, J. Phys. Chem. C 2011, 115, 2948.
a) G. Wilkinson, M. Rosenblum, M. C. Whiting, R. B. Woodward, J. Am. Chem. Soc. 1952, 74, 2125;
b) D. Astruc, Eur. J. Inorg. Chem. 2017, 1, 6;
c) P. Štěpnička, Dalton Trans. 2022, 51, 8085.
A. S. Abd‐El‐Aziz, C. Agatemor, N. Etkin, Macromol. Rapid Commun. 2014, 35, 513.
a) N. Ishikawa, M. Sugita, T. Ishikawa, S. Koshihara, Y. Kaizu, J. Am. Chem. Soc. 2003, 125, 8694;
b) C. Wäckerlin, F. Donati, A. Singha, R. Baltic, S. Rusponi, K. Diller, F. Patthey, M. Pivetta, Y. Lan, S. Klyatskaya, M. Ruben, H. Brune, J. Dreiser, Adv. Mater. 2016, 28, 5195.;
c) M. Studniarek, C. Wäckerlin, A. Singha, R. Baltic, K. Diller, F. Donati, S. Rusponi, H. Brune, Y. Lan, S. Klyatskaya, M. Ruben, A. P. Seitsonen, J. Dreiser, Adv. Sci. 2019, 6, 1901736;
d) C. A. Gould, K. R. McClain, J. M. Yu, T. J. Groshens, F. Furche, B. G. Harvey, J. R. Long, J. Am. Chem. Soc. 2019, 141, 12967;
e) K. R. Meihaus, J. R. Long, J. Am. Chem. Soc. 2013, 135, 17952;
f) L. Ungur, J. J. Le Roy, I. Korobkov, M. Murugesu, L. F. Chibotaru, Angew. Chem. Int. Ed. 2014, 53, 4413;
g) F.‐S. Guo, M. He, G.‐Z. Huang, S. R. Giblin, D. Billington, F. W. Heinemann, M.‐L. Tong, A. Mansikkamäki, R. A. Layfield, Inorg. Chem. 2022, 61, 6017;
h) C. A. P. Goodwin, F. Ortu, D. Reta, N. F. Chilto, D. P. Mills, Nature 2017, 548, 439.
Q. Shen, H.‐Y. Gao, H. Fuchs, Nano Today 2017, 13, 77.
Q. Sun, R. Zhang, J. Qiu, R. Liu, W. Xu, Adv. Mater. 2018, 30, 1705630.
K. Biswas, D. Soler, S. Mishra, Q. Chen, X. Yao, A. Sánchez‐Grande, K. Eimre, P. Mutombo, C. Martín‐Fuentes, K. Lauwaet, J. M. Gallego, P. Ruffieux, C. A. Pignedoli, K. Müllen, R. Miranda, J. I. Urgel, A. Narita, R. Fasel, P. Jelínek, D. Écija, J. Am. Chem. Soc. 2023, 145, 2968.
A. Sánchez‐Grande, J. I. Urgel, A. Cahlík, J. Santos, S. Edalatmanesh, E. Rodríguez‐Sánchez, K. Lauwaet, P. Mutombo, D. Nachtigallová, R. Nieman, H. Lischka, B. de la Torre, R. Miranda, O. Gröning, N. Martín, P. Jelínek, D. Écija, Angew. Chem., Int. Ed. 2020, 59, 17594.
C. Steiner, J. Gebhardt, M. Ammon, Z. Yang, A. Heidenreich, N. Hammer, A. Görling, M. Kivala, S. Maier, Nat. Commun. 2017, 8, 14765.
a) Z. Gao, C.‐H. Hsu, J. Liu, F.‐C. Chuang, R. Zhang, B. Xia, H. Xu, L. Huang, Q. Jin, P. N. Liu, N. Lin, Nanoscale 2019, 11, 878;
b) R. Zhang, J. Liu, Y. Gao, M. Hua, B. Xia, P. Knecht, A. C. Papageorgiou, J. Reichert, J. V. Barth, H. Xu, L. Huang, N. Lin, Angew. Chem., Int. Ed. 2020, 59, 2669;
c) C. Martín‐Fuentes, S. O. Parreiras, J. I. Urgel, V. Rubio‐Giménez, B. Muñiz Cano, D. Moreno, K. Lauwaet, M. Valvidares, M. A. Valbuena, P. Gargiani, W. Kuch, J. Camarero, J. M. Gallego, R. Miranda, J. I. Martínez, C. Martí‐Gastaldo, D. Écija, J. Am. Chem. Soc. 2022, 144, 16034;
d) J. Liu, N. Lin, ChemPlusChem 2023, 88, 2022003.
a) D. Écija, J. I. Urgel, A. C. Papageorgiou, S. Joshi, W. Auwärter, A. P. Seitsonen, S. Klyatskaya, M. Ruben, S. Fischer, S. Vijayaraghavan, J. Reichert, J. V. Barth, Proc. Natl. Acad. Sci. USA 2013, 110, 6678;
b) G. Lyu, Q. Zhang, J. I. Urgel, G. Kuang, W. Auwärter, D. Ecija, J. V. Barth, N. Lin, Chem. Commun. 2016, 52, 1618;
c) B. Cirera, L. Đorđević, R. Otero, J. M. Gallego, D. Bonifazi, R. Miranda, D. Ecija, Chem. Commun. 2016, 52, 11227;
d) D. Moreno, J. Santos, S. O. Parreiras, C. Martín‐Fuentes, K. Lauwaet, J. I. Urgel, R. Miranda, N. Martín, J. M. Gallego, D. Ecija, Chem.‐ Eur. J. 2023, e202300461;
e) D. Écija, J. I. Urgel, A. P. Seitsonen, W. Auwarter, J. V. Barth, Acc. Chem. Res. 2018, 51, 365.
a) J. Liu, N. Lin, ChemPlusChem 2023, 88, 2022003;
b) S. O. Parreiras, J. M. Gallego, D. Écija, Chem. Commun. 2023, 59, 8878.
a) T.‐C. Tseng, C. Urban, Y. Wang, R. Otero, S. L. Tait, M. Alcamí, D. Écija, M. Trelka, J. M. Gallego, N. Lin, M. Konuma, U. Starke, A. Nefedov, A. Langner, C. Wöll, M. Á. Herranz, F. Martín, N. Martín, K. Kern, R. Miranda, Nat. Chem. 2010, 2, 374;
b) R. Otero, A. L. Vázquez de Parga, J. M. Gallego, Surf. Sci. Rep. 2017, 72, 105.
F. Petraki, H. Peisert, U. Aygül, F. Latteyer, J. Uihlein, A. Vollmer, T. Chasse, J. Phys. Chem. C 2012, 116, 11110.
a) P. Gargiani, M. Angelucci, C. Mariani, M. G. Betti, Phys. Rev. B 2010, 81, 085412;
b) A. Mugarza, R. Robles, C. Krull, R. Korytar, N. Lorente, P. Gambardella, Phys. Rev. B 2012, 85, 155437.
a) F. Huttmann, N. Rothenbach, S. Kraus, K. Ollefs, L. M. Arruda, M. Bernien, D. Thonig, A. Delin, J. Fransson, K. Kummer, N. B. Brookes, O. Eriksson, W. Kuch, T. Michely, H. Wende, J. Phys. Chem. Lett. 2019, 10, 911;
b) F. Huttmann, N. Schleheck, N. Atodiresei, T. Michely, J. Am. Chem. Soc. 2017, 139, 9895;
c) S. Kraus, A. Herman, F. Huttmann, M. Bianchi, R.‐M. Stan, A. J. Holt, S. Tsukamoto, N. Rothenbach, K. Ollefs, J. Dreiser, K. Bischof, H. Wende, P. Hofmann, N. Atodiresei, T. Michely, J. Phys. Chem. C 2022, 126, 3140.
M. Hua, B. Xia, M. Wang, E. Li, J. Liu, T. Wu, Y. Wang, R. Li, H. Ding, J. Hu, Y. Wang, J. Zhu, H. Xu, W. Zhao, N. Lin, J. Phys. Chem. Lett. 2021, 12, 3733.
R. Zhang, J. Liu, Y. Gao, M. Hua, B. Xia, P. Knecht, A. C. Papageorgiou, J. Reichert, J. V. Barth, H. Xu, L. Huang, N. Lin, Angew. Chem. 2020, 132, 2691.
L. Giovanelli, O. Ourdjini, M. Abel, R. Pawlak, J. Fujii, L. Porte, J.‐M. Themlin, S. Clair, J. Phys. Chem. C 2014, 118, 14899.
a) D. Écija, W. Auwärter, S. Vijayaraghavan, K. Seufert, F. Bischoff, K. Tashiro, J. V. Barth, Angew. Chem., Int. Ed. 2011, 50, 3872;
b) J. I. Urgel, D. Écija, S. Vijayaraghavan, M. Pörtner, M.‐L. Bocquet, W. Auwärter, J. V. Barth, ChemPhysChem 2019, 20, 2301;
c) K. Diller, A. Singha, M. Pivetta, C. Wäckerlin, R. Hellwig, A. Verdini, A. Cossaro, L. Floreano, E. Vélez‐Fort, J. Dreiser, S. Rusponi, H. Brune, RSC Adv. 2019, 9, 34421.
A. Barla, J. Nicolas, D. Cocco, S. M. Valvidares, J. Herrero‐Martın, P. Gargiani, J. Moldes, C. Ruget, E. Pellegrin, S. Ferrer, J. Synchrotron Rad. 2016, 23, 1507.
A. Singha, R. Baltic, F. Donati, C. Wäckerlin, J. Dreiser, L. Persichetti, S. Stepanow, P. Gambardella, S. Rusponi, H. Brune, Phys. Rev. B 2017, 96, 224418.
D. Moreno, S. O. Parreiras, J. I. Urgel, B. Muñiz‐Cano, C. Martín‐Fuentes, K. Lauwaet, M. Valvidares, M. A. Valbuena, J. M. Gallego, J. I. Martínez, P. Gargiani, J. Camarero, R. Miranda, D. Écija, Small 2022, 18, 2107073.
S. O. Parreiras, D. Moreno, B. Cirera, M. A. Valbuena, J. I. Urgel, M. Paradinas, M. Panighel, F. Ajejas, M. A. Niño, J. M. Gallego, M. Valvidares, P. Gargiani, W. Kuch, J. I. Martínez, A. Mugarza, J. Camarero, R. Miranda, P. Perna, D. Écija, Small 2021, 17, 2102753.
S. O. Parreiras, D. Moreno, S. K. Mathialagan, B.z Muñiz‐Cano, C. Martín‐Fuentes, M. Tenorio, L. Černa, J. I. Urgel, K. Lauwaet, M. Valvidares, M. A. Valbuena, J. M. Gallego, J. I. Martínez, P. Gargiani, R. Miranda, J. Camarero, D. Écija, Nanoscale 2023, 15, 7267.
V. Corradini, A. Candini, D. Klar, R. Biagi, V. De Renzi, A. Lodi Rizzini, N. Cavani, U. del Pennino, S. Klyatskaya, M. Ruben, E. Velez‐Fort, K. Kummer, N. B. Brookes, P. Gargiani, H. Wende, M. Affronte, Nanoscale 2018, 10, 277.
K. Katoh, Y. Yoshida, M. Yamashita, H. Miyasaka, B. K. Breedlove, T. Kajiwara, S. Takaishi, N. Ishikawa, H. Isshiki, Y. F. Zhang, T. Komeda, M. Yamagishi, J. Takeya, J. Am. Chem. Soc. 2009, 131, 9967.
J. D. Rinehart, J. R. Long, Chem. Sci. 2011, 2, 2078.