Spektroskopie vysokofrekvenční rezonance spinů elektronů

Abstract

Elektronová spinová rezonance (ESR) je neinvazivní spektroskopická technika založená na magnetické rezonanci. Používá se v mnoha vědních oborech jako biologie, chemie a fyzika pro zkoumání systémů s nepárovými elektrony. Tato dizertační práce se věnuje spektroskopii vysokofrekvenční rezonance spinů elektronů (HF-ESR) a jejímu použití na paramagnetické koordinační sloučeniny. V první části je představen teoretický základ s rešerší literatury v této oblasti a jsou představeny aplikace HF-ESR. Dále jsou představeny metody použité ke studování těchto systémů. Zde jsou popsány doplňující metody (XPS, RS, UV-VIS, AFM, SEM) pro zkoumání vzorků a je představen návrh nové sublimační komory vysokého vakua, která byla sestavena pro tvorbu tenkých vrstech koordinačních sloučenin na površích. Následují výsledky dosažené pomocí HF-ESR na molekulárních kvantových bitech [Cu(dbm)2], jednomolekulárních magnetech [CoX2(dppf)], [Co(4MeO-L)2Cl2] a je nastíněna vize bolometrů na bázi grafenu pro detekci této třídy sloučenin. Výsledky jsou diskutovány a jejich implikace jsou shrnuty v závěru. Reference a autorské výstupy pak uzavírají celou tuto práci.

Electron spin resonance (ESR) is a non-invasive magnetic-resonance-based spectroscopic technique. It is used in many scientific fields such as biology, chemistry, and physics to investigate systems with unpaired electrons. This doctoral thesis deals with high-frequency electron spin resonance (HF-ESR) spectroscopy and its use on paramagnetic coordination compounds. The first part outlines theoretical basics with literature research in this field and shows the HF-ESR applications. Afterwards, methods used to study systems of interest are presented. Herein, the complementary spectroscopic methods (XPS, RS, UV-VIS, AFM, SEM) are described, and the design of a newly built high-vacuum (HV) sublimation chamber was developed for the preparation of thin films of coordination compounds on surfaces. The next part deals with results obtained by HF-ESR on molecular quantum bits [Cu(dbm)2], single-molecule magnets [CoX2(dppf)], [Co(4MeO-L)2Cl2], and vision of graphene-based bolometers for detection of this class of compounds is outlined. The results are further discussed, and their implications are summarised in conclusions. Finally, references and the author's outputs make up the final chapters of this work.