Metal Dilution Effects on the Thermal and Light-Induced Spin Transition of Iron(II) in the Three-Dimensional Coordination Polymer [Fe^sub x^Zn^sub 1-x^(pyrazine)(Pt(CN)^sub 4^)]

Headnote

(Reçu le 22/05/2017 - Accepté aprės corrections le 10/09/ 2017)

Abstract: The effects of metal dilution on the spin-crossover behavior on the three-dimensional coordination polymer [Fe(pyrazine)(Pt(CN)₄)] have been studied in the mixed-crystal series [Fe_xZn_1-x(pyrazine)(Pt(CN)₄)] (0 ≤ x ≤ 1), using magnetic and photomagnetic measurements. For all the materials investigated, the thermal spin-crossover properties, T_1/2, were measured and the stability of the photoinduced high-spin states was probed through determination of the T(LIESST) values associated with the light-induced excited spin-state trapping (LIESST) effect. Whereas the neat polymeric [Fe^II(pz)(Pt(CN)₄)] (pz = pyrazine) compound shows an abrupt spin transition centered at room temperature, it has been found that T_1/2 decreases with the metal dilution. Similarly, dilution tends to decrease the hysteresis width and smoothen the transition curves: when x changes from 1 to 0.27, the transition temperature varies from 282 to 237 K in the cooling mode and from 308 to 237 K in the heating mode. The hysteresis, which is 26 K for x = 1.00, vanishes for x = 0.27. All the mixed-compounds exhibit LIESST effect. These results were discussed taking into account the relative sizes of Zn(II), high-spin Fe(II), and low-spin Fe(II) ions and compared with previous results.

Keywords: Spin Crossover (SCO); Dilution effects; Metal-coordination chemistry; LIESST; Iron(II)

Résumé: Les effets de la dilution sur les propriétés de transition de spin du polymere de coordination tridimensionnel [Fe(pyrazine)(Pt(CN)4)] ont été étudiés dans la série de composés mixtes [FexZn1-x(pyrazine)(Pt(CN)4)] (0 <x < 1), en utilisant des mesures magnétique et photomagnétique. Pour tous les matériaux étudiés, les propriétés de transition de spin thermique, T1/2, ont été étudiées et la durée de vie de l'état photo-induit haut spin a été évaluée par détermination des valeurs T(LIESST) associées a l'effet LIESST. Alors que le composé polymérique pur [Fe(pz)(Pt(CN)4)] (pz = pyrazine) révele une transition de spin abrupte centrée autour de la température ambiante, il a été observé une diminution progressive de T1/2 avec une dilution croissante : lorsque le taux de dopage, x, passe de 1 a 0,27, la température de transition varie de 282 a 237 K en mode refroidissement et de 308 a 237 K en mode chauffage. L'hystérésis, large de 26 K...