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Jul 30, 2023

Influencia de la irradiación de protones en las propiedades magnéticas de dos.

Scientific Reports volumen 13, Número de artículo: 14032 (2023) Citar este artículo 900 Accesos Detalles métricos Se ha estudiado la influencia de la irradiación de protones de 1,9 MeV sobre las propiedades estructurales y magnéticas.

Scientific Reports volumen 13, número de artículo: 14032 (2023) Citar este artículo

900 Accesos

Detalles de métricas

La influencia de la irradiación de protones de 1,9 MeV sobre las propiedades estructurales y magnéticas se ha explorado en el ferrimagnet de coordinación bidimensional (2D) NiSO4(1,3-fenilendiamina)2. La difracción de rayos X en polvo y la espectroscopía IR revelaron que los octaedros con iones Ni en el centro permanecen sin cambios independientemente de la fluencia que reciba una muestra. Por el contrario, la irradiación de protones influye en gran medida en los enlaces de hidrógeno de las piezas flexibles en las que interviene la 1,3-fenilendiamina. Las mediciones magnéticas de CC revelaron que varias propiedades magnéticas se modificaban con la irradiación de protones. La magnetización isotérmica medida a T = 2.0 K varió con la dosis de protones, logrando un aumento del 50% en la magnetización en el campo medido más alto µ0Hdc = 7 T o una disminución del 25% en la remanencia. El cambio más significativo se observó en el campo coercitivo, que se redujo en un 90% en comparación con la muestra no irradiada. Los resultados observados se explican por la mayor libertad de rotación de los momentos magnéticos y la modificación de los acoplamientos de intercambio intracapa.

Las recientes investigaciones intensivas en el campo de los materiales moleculares multifuncionales están integralmente relacionadas con su posible aplicación en la tecnología moderna, como el almacenamiento y procesamiento de datos de alta densidad1,2,3,4, la refrigeración magnética5,6,7,8 o los ópticamente activos. sensores e interruptores9,10. La amplia capacidad del magnetismo molecular surge de la variedad de estructuras disponibles11,12 y la posibilidad de cambiar sus propiedades con estímulos externos, incluida la temperatura, la presión13 y la irradiación de luz14. La irradiación de protones es otro enfoque para ajustar las propiedades de los materiales mediante factores externos. Actualmente se emplea ampliamente en los estudios de alótropos de carbono15,16, semiconductores17, películas18, superconductores19 y aleaciones20 para diseñar características de materiales de manera controlable21,22,23,24. Los sólidos irradiados con partículas energéticas están expuestos a una deposición de energía local de densidad extremadamente alta que provoca efectos no lineales y de umbral25. Como resultado, se pueden obtener nuevos materiales con propiedades novedosas.

En particular, la irradiación de iones se utiliza para modificar las propiedades magnéticas. Los defectos inducidos pueden dar lugar a una respuesta paramagnética en materiales no magnéticos cuando la concentración del defecto excede un valor umbral específico26,27,28 o alterar las propiedades magnéticas de paramagnetos y sistemas con orden magnético de largo alcance (LRMO), especialmente cuando fuertes magnetoestructurales. correlaciones están presentes. La irradiación puede aumentar la temperatura de Curie29,30,31 y afectar propiedades como el campo coercitivo, la saturación de magnetización, el factor g y la forma del bucle de histéresis magnética32,33,34. La irradiación de protones puede generar cambios a nivel atómico sobre el área y profundidad seleccionadas ajustando la energía de los protones, lo que hace que este enfoque sea una perspectiva para la ingeniería controlada de materiales magnéticos29.

Actualmente, no existen estudios sistemáticos sobre la respuesta de los materiales magnéticos moleculares a la irradiación iónica. Para llenar este vacío, examinamos los efectos de la irradiación de protones de 1,9 MeV sobre las propiedades magnéticas del polímero de coordinación NiSO4 (1,3-fenilendiamina) 2, en adelante abreviado como Ni (MPD) 2SO4. Este imán molecular revela un tamaño considerable del campo coercitivo y un ordenamiento magnético de largo alcance por debajo de TC = 24 K. Se realizaron difracción de rayos X en polvo, espectroscopia infrarroja y mediciones magnéticas para investigar la influencia de la fluencia de protones ϕ = 5 × 1013– 2,2 × 1015 cm−2 sobre propiedades estructurales y magnéticas. Aunque se observaron cambios estructurales solo dentro de la parte del polímero relacionada con los enlaces C – H y N – H, la irradiación de protones ha inducido modificaciones significativas de las propiedades magnéticas, especialmente el campo coercitivo, el grado de irreversibilidad y la magnetización máxima.

El Ni(MPD)2SO4 (Fig. 1) cristaliza en un sistema cristalino monoclínico (grupo espacial Cc). Los iones de níquel (II) están unidos por aniones tetraédricos \({\text{SO}}_{4}^{2 - }\) formando capas 2D paralelas al plano bc, y cada capa está separada entre sí por la Ligando de 1,3-fenilendiamina (MPD). El átomo de níquel ocupa el centro de un octaedro distorsionado formado por dos átomos de nitrógeno de las moléculas de diamina (MPD) y cuatro átomos de oxígeno de tres aniones \({\text{SO}}_{4}^{2 - }\). Cada Ni2+ posee seis vecinos Ni2+ más cercanos y está separado de ellos por una distancia de 4,914 Å, 4,931 Å o 6,546 Å (dos de cada). La distancia entre capas Ni-Ni es igual a 14,559 Å. En 35 se describen más detalles sobre la estructura del Ni(MPD)2SO4. Las mediciones de XRPD de todas las muestras no han mostrado cambios significativos en los patrones de difracción que apunten a la conservación de la estructura central de Ni (MPD) 2SO4 después de la irradiación de protones (consulte la Figura S1 de información complementaria en línea). Sin embargo, mayores medias anchuras de los picos de difracción después de la irradiación de protones pueden indicar un aumento en las microdeformaciones de la red cristalina o una reducción del tamaño de los cristalitos.

La estructura cristalina de Ni (MPD) 2SO4: (a) fragmento molecular representativo (b) empaquetamiento. Colores: Ni (verde), S (amarillo), O (rojo), C (negro), N (celeste). Los átomos de hidrógeno se omiten para mayor claridad.

En el rango del infrarrojo medio, los espectros de absorción observados para Ni(MPD)2SO4, para muestras irradiadas con diversas fluencias, tienen un carácter complejo (ver Fig. 2). En el rango de las vibraciones de deformación (ν < 2000 cm−1), son visibles una serie de bandas δC–H (en un anillo), superpuestas con las que se originan a partir de iones SO4. Los espectros IR muestran picos agudos de NiSO4 del estiramiento característico de S – O [νS – O (SO4) 900–1500 cm −1] y vibraciones de deformación [δS – O (SO4) 400–700 cm −1]. Por otro lado, una banda correspondiente a la vibración de estiramiento del grupo Ni = O es visible a unos 600 cm-1. Se observaron bandas anchas, correspondientes a vibraciones S–O en el grupo atómico SO4, a aproximadamente: ~ 525 cm−1 como vibraciones de deformación δS–O, y ~ 1100 cm−1 y ~ 1600 cm−1 como vibraciones de estiramiento νS–O36 .

Patrones de espectroscopía infrarroja por transformada de Fourier (FTIR) de las muestras de Ni (MPD) 2SO4 irradiadas con diversas fluencias.

Bandas de vibración de los átomos más ligeros, es decir, C–H y N–H en el ligando MPD, ambas deformándose, es decir, en el rango de 500 – 2000 cm-1, y en el rango de vibraciones de estiramiento, es decir, por encima de 2000 cm-1. , se superponen fuertemente con las vibraciones de los grupos que contienen átomos pesados. Son visibles en forma de bandas de baja intensidad que surgen de bandas anchas que corresponden a las vibraciones del grupo, por ejemplo SO4. Se asignan bandas de aproximadamente (~ 700, ~ 1551) cm-1 a las vibraciones del grupo CN37.

La gama de vibraciones de estiramiento merece una atención especial. La banda ancha en este rango (νCH, νNH) se vuelve asimétrica con el aumento de la dosis de irradiación. La banda se desplaza hacia un número de onda más alto (desplazamiento hacia el azul), lo que significa que las intensidades de C–H y N–H se debilitan38. Los enlaces C–H y N–H participan bien en la formación de enlaces de hidrógeno y la estructura de la molécula (que se muestra en la figura 1) lo permite perfectamente. Un cambio sustancial en la forma de la banda al aumentar la dosis de irradiación demuestra la considerable influencia de los enlaces de hidrógeno en el ordenamiento de la estructura en sus partes flexibles en las que interviene el MPD.

Además, la asimetría visible de la banda indica que existen diferentes tipos de enlaces de hidrógeno en los que interviene el átomo de nitrógeno. El átomo de nitrógeno del núcleo de la molécula (cerca del átomo de níquel) es muy estable (rígido) debido a su participación en enlaces covalentes. Por el contrario, las condiciones estéricas para el átomo de nitrógeno "libre" favorecen la rápida formación/rotura de enlaces intermoleculares. Por tanto, estas interacciones débiles sólo afectan a la parte elástica de las moléculas, mientras que el núcleo de la molécula no siente su presencia. Las asignaciones de las principales bandas vibratorias en los espectros FTIR de las muestras de Ni (MPD) 2SO4 irradiadas con diversas fluencias se encuentran en la Tabla 1.

Las propiedades magnéticas generales del Ni(MPD)2SO4 fueron investigadas en el trabajo reciente de González Guillén et al.35. Se encontraron tres acoplamientos magnéticos en el sistema: dos vías de superintercambio intracapa competitivas, antiferromagnética y ferromagnética, que conducen a un orden no colineal dentro de una capa y un acoplamiento dipolo-dipolo entre capas. La baja anisotropía de los iones Ni (II) no promueve el ordenamiento magnético de largo alcance 2D (LRMO). Por lo tanto, el LRMO ocurre por debajo de la temperatura de Curie TC = 24 K cuando las tres interacciones (donde el acoplamiento dipolar es el más débil) son lo suficientemente fuertes como para acoplar momentos magnéticos en 3D. En la Fig. 3 se muestra el producto de la susceptibilidad magnética molar y la temperatura χT de Ni(MPD)2SO4 medida en el rango de temperatura T = 2,0 – 300 K en un campo magnético constante de µ0Hdc = 0,05 T. En T = 300 K, χT es igual a 1,18 emu·K·mol-1, que se puede obtener para un único ion NiII aislado con espín SNi = 1, suponiendo un factor espectroscópico g = 2,17. Se espera tal mejora de g para el ion NiII colocado en el campo del ligando octaédrico39.

Dependencia de la temperatura del producto χT para la muestra de referencia Ni(MPD)2SO4 en el campo magnético estático de µ0Hdc = 0,05 T.

Las susceptibilidades magnéticas de enfriamiento de campo (FC) y enfriamiento de campo cero (ZFC) de Ni(MPD)2SO4 en función de la temperatura se muestran en la Fig. 4 para fluencias de protones que varían de ϕ = 0 cm−2 a ϕ = 2,2 × 1015 cm-2. La temperatura de transición de fase a LRMO obtenida a partir de las derivadas de temperatura de las curvas FC y ZFC fue TC = 24 K independientemente de la dosis de radiación de la muestra. En comparación con la muestra de referencia, se observó un aumento adicional de la susceptibilidad a las temperaturas más bajas en las muestras irradiadas con protones. Sin embargo, las formas generales de FC/ZFC se conservaron por encima de T = 5,0 K. La magnitud de susceptibilidad obtenida varió entre cada muestra; para la modalidad FC, del 90 al 130% del valor correspondiente a la muestra de referencia, mientras que para la ZFC varió entre el 55 y el 170%. La señal FC/ZFC más grande se obtuvo para ϕ = 2,5 × 1014 cm-2 y la más baja para ϕ = 1014 cm-2. La muestra anterior también fue la única para la cual los valores FC/ZFC superiores a T = 5,0 K fueron mayores que los valores de la muestra de referencia.

Susceptibilidades magnéticas de enfriamiento de campo (FC – puntos completos) y enfriamiento de campo cero (ZFC – puntos vacíos) de muestras de Ni (MPD) 2SO4 irradiadas con varias fluencias ϕ medidas en un campo magnético estático µ0Hdc = 0,01 T a T = 2,0–50 K.

El par de curvas ZFC y FC coinciden entre sí sólo por encima de una cierta temperatura de irreversibilidad Tirr40, que se puede encontrar trazando la diferencia entre las susceptibilidades FC, χFC(T) y ZFC, χZFC(T), y determinando la temperatura por encima. donde la diferencia llega a ser inferior al 5%. El grado de irreversibilidad Δχirr se estimó para cada fluencia estudiada utilizando la siguiente integral41:

donde T1 = 2,0 K y T2 = Tirr.

El Tirr y el ∆χirr se resumen en la Fig. 5 para cada dosis de irradiación. El Tirr depende débilmente de la dosis de irradiación y revela valores entre 23 y 25 K, que corresponden al 105-115% del Tirr de la muestra de referencia. Sin embargo, la irradiación de protones tiene una influencia más fuerte en el grado de irreversibilidad. Los valores obtenidos de Δχirr, entre 2,4 emu·mol-1·K y 2,95 emu·mol-1·K, son del 115 al 140% del Δχirr de la muestra de referencia. El Tirr más alto = 25 K se encontró para ϕ = 2,2 × 1015 cm-2, mientras que el valor máximo de Δχirr = 2,95 emu·mol-1·K fue para ϕ = 1014 cm-2.

El grado de irreversibilidad Δχirr (1) (eje izquierdo) y la temperatura de irreversibilidad Tirr (eje derecho) para muestras de Ni(MPD)2SO4 irradiadas con diversas fluencias. Las líneas discontinuas representan los valores obtenidos para la muestra de referencia ϕ = 0 cm−2 y las áreas punteadas sus errores.

La Fig. 6 muestra la magnetización isotérmica de Ni(MPD)2SO4 obtenida a T = 2,0 K para todas las fluencias estudiadas ϕ. En µ0H = 7 T, el valor más bajo de magnetización M7T = 0,3 μB·mol−1 se observó para ϕ = 5 × 1013 cm−2 y el mayor M7T = 0,65 μB·mol−1 para ϕ = 5 × 1014 cm− 2 muestra, en comparación con M7T = 0,45 μB·mol-1 para la muestra de referencia (donde M7T es la magnetización en µ0H = 7 T).

La magnetización isotérmica de muestras de Ni(MPD)2SO4 irradiadas con diversas fluencias ϕ medidas a T = 2,0 K y en campos magnéticos aplicados de cero a µ0H = 7 T. Recuadro: la imagen ampliada en µ0H = [− 0,2 T, 0,2 T] rango para mostrar la coercitividad y remanencia de las muestras.

La parte de campo bajo de los bucles de histéresis magnética se muestra en el recuadro de la Fig. 6, ampliada en la coercitividad µ0Hc y la remanencia MR. Los bucles M(H) se abrieron por debajo de µ0H = 1 T para todas las muestras. El bucle de histéresis para la muestra con la fluencia más baja de ϕ = 5 × 1013 cm−2 coincidió con el bucle de referencia en el rango de campo µ0H = [− 1 T, 1 T]. Para las muestras restantes, los valores de µ0Hc y MR se redujeron, y apareció un paso en el bucle M(H) cerca de µ0H = 0 T, que es especialmente visible para ϕ = 1014 cm-2. Figura 7. muestra los parámetros del bucle de histéresis para las muestras irradiadas, presentados como un valor relativo a la coercitividad de la muestra de referencia (μ0Hc = 0,13 T), remanencia (MR = 0,45 μB·mol-1) y magnetización en µ0H = 7 T ( M7T = 0,3 μB·mol-1). M7T se reduce para ϕ = 5 × 1013 cm−2 al 65% del nivel de referencia, pero aumenta con un ϕ creciente al 150% para ϕ = 2,5 × 1014 cm−2. El aumento adicional de la fluencia reduce el valor de M7T, que se convierte en el 95% del nivel de referencia para la muestra con la fluencia más alta estudiada de ϕ = 2,2 × 1015 cm-2. Las muestras irradiadas con fluencias ϕ ≥ 1014 cm−2 mostraron la reducción de µ0Hc al 10–55% y la RM al 75–90% del nivel de referencia.

Los valores relativos de los parámetros del bucle de histéresis magnética para muestras de Ni (MPD) 2SO4 irradiadas con varias fluencias ϕ se normalizaron a los valores correspondientes de la muestra de referencia. Estrellas violetas: magnetización a µ0H = 7 T (M7T); círculos rojos: campo coercitivo (µ0Hc); pentágonos verdes: magnetización remanente (MR). La línea discontinua se coloca al 100% y representa los valores obtenidos para la muestra de referencia ϕ = 0 cm-2 con los errores indicados por el área de puntos grises. Las líneas entre puntos son sólo para una guía visual.

Las mediciones de espectroscopía XRPD e IR indicaron que la estructura central del Ni (MPD) 2SO4 permanece sin cambios. En consecuencia, la distancia entre capas y la interacción dipolar son las mismas independientemente de la fluencia que recibió una muestra. Además, la temperatura de Curie TC sigue siendo la misma porque su valor está determinado por el acoplamiento magnético más débil, el dipolo-dipolo. Por otro lado, la irradiación modifica significativamente los enlaces C-H y N-H, que intervienen en la formación de enlaces de hidrógeno relacionados con el ligando MPD (la parte flexible de la estructura). En particular, la interacción de la red con los protones puede provocar la rotura de los enlaces C – H y N – H, creando vacantes de hidrógeno que no serían visibles en XRPD, como se informó en las perovskitas de yoduro de plomo y metilamonio después de una irradiación de protones de 10 MeV42 o en compuestos poliméricos. de polimetacrilato de metilo dopado con oxalato férrico después de una irradiación de protones de 3 MeV43.

La modificación del enlace conduce a cambios en el campo cristalino, incorporación de defectos locales, acoplamientos de intercambio intracapa alterados (debido a la modificación de la estructura local) y mayor libertad de los momentos magnéticos. En consecuencia, las propiedades magnéticas en la fase LRMO (por debajo de TC) se han modificado. La Tabla 2 resume la influencia de la irradiación de protones sobre las propiedades magnéticas del Ni(MPD)2SO4.

Las mediciones de magnetización isotérmica (Fig. 6) confirman una fuerte influencia de la irradiación en los procesos de magnetización en Ni(MPD)2SO4. La razón principal de esto es el creciente número de defectos con una fluencia cada vez mayor. Tenga en cuenta que irradiar las muestras con las fluencias seleccionadas no es suficiente para obtener una distribución homogénea de los defectos producidos, y los datos de magnetización observados pueden ser una mezcla de varias fases magnéticas de Ni (MPD) 2SO4 inducidas por defectos con grupos bien localizados. La introducción de defectos reduce la energía magnetostática al mínimo para la dosis de ϕ = 1014 cm−2 (el valor más bajo del campo coercitivo). Sin embargo, un aumento adicional en el número de defectos conduce a efectos de fijación más fuertes, que aumentan el campo coercitivo para dosis ϕ > 1014 cm-2.

El mecanismo de modificación de M7T es diferente y está relacionado con cambios en los acoplamientos magnéticos del compuesto. Para la dosis más baja de ϕ = 5 × 1013 cm−2, las interacciones antiferromagnéticas son más dominantes que las ferromagnéticas, lo que reduce la magnetización M7T al 67% de la M7T para la muestra de referencia. Para dosis intermedias de ϕ = 1014 cm−2 y ϕ = 2,5 × 1014 cm−2, los valores correspondientes son 141% y 148%, respectivamente, lo que indica la mejora de las interacciones ferromagnéticas, y para la dosis máxima de ϕ = 2,2 × 1015 cm−2, el valor de M7T es similar al de la referencia. Tenga en cuenta que la magnetización calculada para la alineación paralela de los momentos magnéticos NiII (SNi = 1) con un factor Landé de solo espín de g = 2,1735,39 produce la saturación de magnetización de MS = 2,17 µB·mol−1. Por tanto, las interacciones antiferromagnéticas son dominantes en todas las muestras estudiadas.

En la literatura se encuentran comúnmente efectos no monótonos similares de la irradiación de protones31,33,34,44,45,46. En la película de Ni48·4Mn28.8Ga22.8 irradiada con protones de 120 keV45, el MS para ϕ = 1015 cm-2 aumentó al 155% del valor de la muestra no irradiada, pero para ϕ = 2 × 1016 cm-2, el observado La EM fue sólo del 102%. Otro caso es el monocristal inicialmente diamagnético de SiC (0001)44 que muestra ferromagnetismo después de un tratamiento de irradiación de protones de 3 MeV. Para ϕ = 8 × 1015 cm-2, el MS medido en el plano alcanzó 0,17 emu·g-1 pero para ϕ = 1,3 × 1016 cm-2 se redujo a 0,09 emu·g-1.

Un aumento adicional de la magnetización en las curvas FC/ZFC observadas en T = 2–6 K para todas las muestras irradiadas puede surgir de una pequeña fracción de muestra, que debido a la deformación y destrucción parcial de una red, conduce a la creación de zonas localizadas. momentos magnéticos debidos a enlaces abiertos47 o zonas amorfas paramagnéticas en la red44. Esta contribución paramagnética también puede provocar la aparición del paso observado en el campo cercano a cero del bucle de histéresis. La otra posibilidad es la modificación de la composición química de las muestras de Ni(MPD)2SO4 mediante la incorporación de átomos de hidrógeno altamente energéticos en la red cristalina44,45. Sin embargo, no se detectaron fases adicionales en las mediciones de XRPD e IR. Por tanto, la cantidad de fase paramagnética no es significativa.

En resumen, hemos investigado el impacto de la irradiación de protones de 1,9 MeV en el imán molecular estratificado de Ni (MPD) 2SO4 en función de la fluencia recibida ϕ. Se descubrió que la irradiación de protones influye solo en la parte flexible de la estructura (relacionada con los enlaces C-H y N-H en el ligando MPD), mientras que el núcleo del compuesto permanece sin cambios. Esto conduce a cambios significativos en las propiedades magnéticas en función de la fluencia: campo coercitivo µ0Hc (reducción de hasta el 90%), magnetización máxima M7T (entre el 65 y el 150% de la muestra de referencia), remanencia MR (reducción de hasta el 25%) y grado de irreversibilidad Δχirr (aumento hasta 40%). Simultáneamente, la temperatura de Curie fue constante TC = 24 K independientemente de ϕ porque la estructura del núcleo, la distancia entre capas y, en consecuencia, el acoplamiento dipolar del sistema Ni (MPD) 2SO4 siguen siendo los mismos. Los cambios observados en las propiedades magnéticas no monótonas son causados ​​por los acoplamientos de intercambio intracapa alterados debido a la modificación de la estructura local, la incorporación de defectos locales y una mayor libertad de los momentos magnéticos.

El compuesto Ni(C6H8N2)2SO4 estudiado (en adelante abreviado como Ni(MPD)2SO4) se sintetizó utilizando NiSO4·7H2O y ligando 1,3-fenilendiamina (MPD, C6H8N2) con un enfoque de síntesis sin disolventes según el procedimiento de la literatura35.

El acelerador Van de Graaff se utilizó para generar un haz de protones con condiciones establecidas: energía de 1,9 MeV, corriente de partículas de 10 a 12 nA y tamaño del haz de aproximadamente 0,5 mm × 0,5 mm. Se utilizaron muestras de polvo montadas sobre placas de cobre (consulte la Figura complementaria S2 en línea) con un espesor inferior a la profundidad de penetración de protones de 1,9 MeV (consulte la Figura complementaria S3 en línea). Las fluencias obtenidas fueron iguales a: ϕ = 5 × 1013 cm−2, 1014 cm−2, 2,5 × 1014 cm−2, 2,2 × 1015 cm−2.

Los patrones de difracción de rayos X en polvo (XRPD) se determinaron mediante el instrumento PANalytical X'Pert Pro con una fuente de tubo de rayos X de cobre (Cu K α1, 1.541 Å), operado a 40 kV y 30 mA en la geometría θ –2θ. Los datos se registraron a temperatura ambiente en el rango de 5 a 40 ° 2θ. Los resultados se ajustaron mediante corrección de fondo y eliminación de Kα2 de rayos X característica del ánodo.

Las mediciones de espectroscopia infrarroja se realizaron para muestras en forma de polvo, granuladas con bromuro de potasio (transparente en el rango del infrarrojo medio). Las mediciones de espectroscopía infrarroja por transformada de Fourier (FTIR) se realizaron en el rango del infrarrojo medio (4000–500 cm-1), con una resolución de 2 cm-1, en el espectrómetro EXCALIBUR 3000; Se realizaron 128 exploraciones del espectro a temperatura ambiente.

Se utilizó el magnetómetro Quantum Design SQUID MPMS-XL para medir las propiedades magnéticas de todas las muestras de polvo. La magnetización isotérmica M(μ0H) se recogió en el campo aplicado de μ0H = [− 7 T, 7 T]. Las mediciones de susceptibilidad magnética estática se llevaron a cabo en los modos de enfriamiento de campo (FC) y enfriamiento de campo cero (ZFC) en el rango de temperatura T = 2,0–300 K con el campo aplicado de µ0Hdc = 0,01 T. Los puntos de datos obtenidos se procesaron tomando toda la masa de la muestra, es decir, asumiendo una distribución homogénea de cambios potenciales en los compuestos de estudio después de la irradiación de protones. La contribución diamagnética independiente de la temperatura de χ0 = − 1,84 × 10−4 emu·mol−1 estimada a partir de las constantes de Pascal48 se restó de las señales medidas.

Los conjuntos de datos utilizados y/o analizados durante el presente estudio están disponibles del autor correspondiente previa solicitud razonable.

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Agradecemos a O. Polit por su ayuda en parte en la correcta preparación de la muestra. Este trabajo fue apoyado por el Ministro polaco de Educación y Ciencia (G. No.: DI2017 006047).

Instituto de Física Nuclear PAN, ul. Radzikowskiego 152, 31-342, Cracovia, Polonia

Dominik Czernia, Piotr Konieczny, Ewa Juszyńska-Gałązka, Marcin Perzanowski y Janusz Lekki

Centro de Investigación de Ciencias Térmicas y Entrópicas, Escuela de Graduados en Ciencias, Universidad de Osaka, 1-1 Machikaneyamacho, Toyonaka, Osaka, 560-0043, Japón

Ewa Juszyńska-Gałązka

Facultad de Química, Universidad Jagellónica, ul. Gronostajowa 2, 30-387, Cracovia, Polonia

Anabel Berenice González Guillén & Wiesław Łasocha

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DC: diseño del estudio, recopilación, análisis e interpretación de datos de propiedades magnéticas, preparación del manuscrito; PK: interpretación de datos, preparación de manuscritos; EJG: recopilación y análisis de datos de espectroscopía infrarroja, preparación de manuscritos; MP: recopilación y análisis de datos de rayos X en polvo; JL: irradiación de protones; ABGG y W.Ł.: síntesis de muestras, detalles de estructura, revisión del manuscrito.

Correspondencia a Dominik Czernia o Piotr Konieczny.

Los autores declaran no tener conflictos de intereses.

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Czernia, D., Konieczny, P., Juszyńska-Gałązka, E. et al. Influencia de la irradiación de protones en las propiedades magnéticas del imán molecular bidimensional de Ni (II). Representante científico 13, 14032 (2023). https://doi.org/10.1038/s41598-023-41156-8

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Recibido: 28 de marzo de 2023

Aceptado: 22 de agosto de 2023

Publicado: 28 de agosto de 2023

DOI: https://doi.org/10.1038/s41598-023-41156-8

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