Creation date in repository: 2018-12-03
Abstract: En aquest treball, s’explora la possibilitat de formar molècules orgàniques que mostrin ferromagnetisme a partir del fenalenil com a fragment de grafè. Per fer-ho, es fa un estudi d’una gran varietat de molècules, formant dímers i oligòmers que estan enllaçats mitjançant diferents ponts, basant-se en el fenalenil com a bloc de construcció. Posteriorment es calcula l’acoblament magnètic fent servir la teoria del funcional de la densitat i l’aproximació de la simetria trencada (per optimitzar el temps de càlcul s’han comparat diversos funcionals i bases per aquest propòsit). A partir de les dades s’estableixen tendències per grups per trobar quines són les variables en el disseny de les molècules, que contribueixen més en augmentar el caràcter ferromagnètic. A més a més, s’ha estudiat la possibilitat de tenir xarxes de grafè amb vacants que tinguin comportament ferromagnètic, però s’ha trobat que la teoria del funcional de la densitat amb l’aproximació de la simetria trencada no és un mètode prou consistent per calcular l’acoblament magnètic per aquest tipus de sistemes, ja que introdueix una contaminació d’espín considerable en el resultat. Els mètodes multiconfiguracionals podrien ser més apropiats, ja que consideren el caràcter multiconfiguracional que aquests sistemes tenen. Cal comentar que de les molècules proposades en aquest treball no s’ha estudiat el seu comportament, ni la seva estabilitat a temperatura ambient, però aquest podria ser el pròxim pas. In this project, the possibility of creating ferromagnetic organic molecules from phenalenyl as graphene fragment is explored. For doing this, wide variety of molecules have been studied, creating dimers and oligomers that are bonded through different bridges, based on phenalenyl as building blocks. Magnetic coupling has been calculated using density functional theory and broken symmetry approach (to optimize the time spent on calculations, comparison between some functional and basis have been carried out). From data obtained, different trends are established to find which variables are the most relevant in the design of the molecules that raises the ferromagnetic character the most. The possibility of a graphene net with vacants exhibiting ferromagnetic character have also been analyzed, but it has been found that DFT with broken symmetry approach is not enough consistent method to calculate magnetic coupling for this type of systems, because it introduces a considerable spin contamination in the results. Multiconfigurational methods could be more appropriate because they consider the multiconfigurational character of this systems. It is necessary to comment that in this project, neither the synthesis nor the stability of these molecules at room temperature, have been studied but this could be the next step. En este trabajo, se explora la posibilidad de formar moléculas orgánicas que muestren ferromagnetismo a partir del fenalenil como fragmento de grafeno. Para hacerlo, se realiza un estudio de una gran variedad de moléculas, formando dímeros y oligómeros que están enlazados mediante puentes distintos, basándose en el fenalenil como bloque de construcción. Posteriormente se calcula el acoplamiento magnético usando la teoría del funcional de la densidad y la aproximación de la simetría rota (para optimizar el tiempo de cálculo se han comparado varios funcionales y bases para este propósito). A partir de los datos se establecen tendencias por grupos para encontrar cuales son las variables en el diseño de las moléculas, que contribuyen más en aumentar el carácter ferromagnético. Además, se ha estudiado la posibilidad de tener redes de grafeno con vacantes que tengan comportamiento ferromagnético, pero se ha encontrado que la teoría del funcional de la densidad con la aproximación de la simetría rota no es un método suficientemente consistente para calcular el acoplamiento magnético para este tipo de sistemas, ya que introduce una contaminación de espín considerable en el resultado. Los métodos multiconfiguracionales podrían ser más apropiados, ya que consideran el carácter multiconfiguracional que estos sistemas tienen. Es necesario comentar que de las moléculas propuestas en este trabajo no se ha estudiado ni el comportamiento ni su estabilidad a temperatura ambiente, pero este podría ser el próximo paso.
Subject: Química
Language: cat
Subject areas: Química Chemistry Química
Department: Química Física i Inorgànica
Student: López Calero, Adrián
Academic year: 2017-2018
Title in different languages: Disseny d'imants moleculars amb fragments de grafè Design of molecular magnets with graphene fragments Diseño de imanes moleculares con fragmentos de grafeno
Work's public defense date: 2018-06-18
Access rights: info:eu-repo/semantics/openAccess
Keywords: Fenalenil, Grafè, Magnetisme Phenalenyl, Graphene, Magnetism Fenalenil, Grafeno, Magnetismo
Confidenciality: No
TFG credits: 12
Title in original language: Disseny d'imants moleculars amb fragments de grafè
Project director: De Graaf, Coen
Education area(s): Química
Entity: Universitat Rovira i Virgili (URV)
Repositori URV