Необычное соединение кобальта

Исследовательская группа из Рурского университета в Бохуме (руб) и Карлтонского университета в Оттаве была изготовлена новая, весьма универсальная смесь кобальта. Молекулы этого соединения являются стабильными, очень компактны и имеют низкий молекулярный вес, так что они могут быть выпаривали для производства тонких пленок. Соответственно, они представляют интерес для приложений, таких как батареи или аккумуляторное производство. Из-за их особой геометрии, соединение также имеет очень необычную конфигурацию спином½. Соединения кобальта, как это было в прошлом, описанный в 1972 году. Команда опубликовали свой отчет в журнале Angewandte Chemie для международного издания от 5 мая 2020.

Геометрия делает разницу

«Немногих известных кобальта(IV) в смеси обладают высокой температурной нестабильности и очень чувствительны к воздуху и воздействию влаги. Это затрудняет их внедрение в качестве модельных систем для широкого исследования реактивности или в качестве предшественников в синтез материала», — объясняет ведущий автор Давид Судак из неорганических веществ, химия исследовательская группа в Бохуме под руководством профессора Анджана Дэви. В его постоянной двусторонней диссертационного проекта, который был согласован при Рурском университете и Университете Карлтон в соответствии с соглашением о Cotutelle, Дэвид Зандер и его канадские коллеги профессора Шона Барри и Горан Ба?я? обнаружил кобальта(IV) в соединение, которое не только обладает вышеупомянутыми свойствами, но также обладает необычайно высокой стабильностью.

На основании теоретических исследований, исследователи показали, что почти ортогональных встраивание центральный атом кобальта в тетраэдрически расположены окружения атомов подключен — так называемые лиганды — это ключ к стабилизации соединения. Это специфическое геометрическое расположение внутри молекулы нового соединения также обеспечивает необычное вращение электронов центрального атома кобальта. «При таких чрезвычайных обстоятельствах, спина может быть½», — отмечает Дэвид Зандер. Соединение кобальта с этим спиновым состоянием и аналогичная геометрии не было описано почти 50 лет.

После серии экспериментов, команда показала, что смесь имеет высокую волатильность и может возгоняться при температурах до 200 градусов Цельсия практически без разложения, что весьма необычно для кобальта(Ив).

Перспективным кандидатом для ультра-тонких слоев

Отдельные молекулы соединения стыковки на поверхности контролируемым образом после выпаривания. «Таким образом, наиболее фундаментальным требованием потенциальный прекурсор для осаждения атомного слоя были выполнены», — утверждает Шон Барри. «Эта техника приобретает все возрастающее значение в промышленный материал и производство устройства, и наша кобальта(IV) в соединение является первым в своем роде, который подходит для этой цели.» «Наше открытие еще более захватывающим, как высоковалентных оксидов и сульфидов кобальта, как считается, имеют большой потенциал для современных систем батарей и микроэлектроники», — добавляет Анджана Дэви. После частой зарядки и разрядки, электроды в аккумуляторах становятся все более и более нестабильным, поэтому исследователи ищут более стабильной и, следовательно, более прочных материалов для них. В то же время, они также делают упор на использование новых технологий.

«Это двустороннее сотрудничество, которое было инициировано Дэвидом Судака, объединила творчество и взаимодополняющий опыт инженеров-химиков из Бохума и Оттава. Все это привело к непредсказуемым результатам и, безусловно, ключ к успеху», — заключает Анджана Дэви.

Финансирование

Исследование финансируется немецким научно-исследовательским обществом в рамках совместного научно-исследовательского центра/Transregio 87 и к естественным наукам и инженерным исследованиям совета Канады в RGPIN-2019-06213 проекта. Дэвид Зандер был удостоен стипендии Кекуле исполнителя Verband дер Chemischen Industrie и годичный грант немецкой службы академических обменов.

сделать разницу: спонсорские возможности