Carregant...
Tipus de document
TesiVersió
Versió publicadaData de publicació
Llicència de publicació
Si us plau utilitzeu sempre aquest identificador per citar o enllaçar aquest document: https://hdl.handle.net/2445/217274
Exploiting heterometallic lanthanide complexes for technological applications: Quantum Computing, Optical Properties and Magnetic Refrigeration
Títol de la revista
Autors
Director/Tutor
ISSN de la revista
Títol del volum
Recurs relacionat
Resum
[eng] This thesis explores the design and synthesis of molecular heterometallic lanthanide coordination compounds, highlighting their potential applications in quantum computing, as light-emitting devices, and for magnetic refrigeration. Two molecular systems are developed using β-diketonate ligands, incorporating selectively different lanthanides at distinct sites within the same molecular scaffold. A heterometallic trinuclear [LnLn'Ln] family is introduced, resulting in highly pure molecules. The stability and chemical selectivity of these compounds are validated through experimental techniques as well as theoretical calculations. The [ErPrEr] member of this family demonstrates the necessary requirements to act as a spin-based qubit within a potential molecular quantum gate. Additionally, the optical properties and energy transfer (ET) phenomena are investigated within [YbNdYb] and [ErNdEr] complexes. The [YbNdYb] complex shows efficient Nd-to-Yb ET, while the [ErNdEr] complex represents the first example of intramolecular double ET between Nd(III) and Er(III) metals. Furthermore, [GdLn'] systems are studied to incorporate both qubit and magnetic cooling characteristics within a single molecule. The [GdEr] complex displays the first case of a self- cooling qubit operating at low temperatures. On the other hand, [GdTm] complex shows an energy level structure that limits its efficiency as a self- cooling qubit. Overall, the results obtained in the thesis emphasize the innovative potential of heterometallic lanthanide coordination compounds in advanced or future technologies.
[cat] Aquesta tesi explora el disseny i la síntesi de compostos de coordinació moleculars heterometàl·lics de lantànids, destacant el seu potencial en aplicacions de computació quàntica, dispositius emissors de llum i refrigeració magnètica. S'han desenvolupat dos sistemes moleculars utilitzant lligands β- dicetonat, incorporant selectivament diversos lantànids en diferents llocs dins del mateix esquelet molecular. S’ha presentat una família heterometàl·lica trinuclear [LnLn'Ln], consistent en molècules altament pures. L'estabilitat i selectivitat química d'aquests compostos s’han validat mitjançant tècniques experimentals i càlculs teòrics. El compost [ErPrEr] d'aquesta família mostra els requisits necessaris per actuar com a sistema de tres qubits basats en l’espín, en tant que “molecular quantum gate” potencial. A més, s'han investigat les propietats òptiques i els fenòmens de transferència d'energia (ET) dins dels complexos [YbNdYb] i [ErNdEr]. El complex [YbNdYb] mostra ET eficient de Nd-a-Yb, mentre que el complex [ErNdEr] representa el primer exemple de doble ET intramolecular entre els metalls Nd(III) i Er(III). A continuació, s'han estudiat sistemes [GdLn'] per incorporar tant característiques de “qubit” com de refrigeració magnètica dins d'una sola molècula. El complex [GdEr] presenta el primer cas de “qubit” autorefrigerant operant a baixes temperatures. D'altra banda, el complex [GdTm] mostra una estructura de nivells d'energia que limita la seva eficiència com a “qubit” autorefrigerant. En conjunt, els resultats obtinguts en la tesi emfatitzen el potencial innovador dels compostos de coordinació heterometàl·lics de lantànids en l'avanç de les tecnologies futures.
[cat] Aquesta tesi explora el disseny i la síntesi de compostos de coordinació moleculars heterometàl·lics de lantànids, destacant el seu potencial en aplicacions de computació quàntica, dispositius emissors de llum i refrigeració magnètica. S'han desenvolupat dos sistemes moleculars utilitzant lligands β- dicetonat, incorporant selectivament diversos lantànids en diferents llocs dins del mateix esquelet molecular. S’ha presentat una família heterometàl·lica trinuclear [LnLn'Ln], consistent en molècules altament pures. L'estabilitat i selectivitat química d'aquests compostos s’han validat mitjançant tècniques experimentals i càlculs teòrics. El compost [ErPrEr] d'aquesta família mostra els requisits necessaris per actuar com a sistema de tres qubits basats en l’espín, en tant que “molecular quantum gate” potencial. A més, s'han investigat les propietats òptiques i els fenòmens de transferència d'energia (ET) dins dels complexos [YbNdYb] i [ErNdEr]. El complex [YbNdYb] mostra ET eficient de Nd-a-Yb, mentre que el complex [ErNdEr] representa el primer exemple de doble ET intramolecular entre els metalls Nd(III) i Er(III). A continuació, s'han estudiat sistemes [GdLn'] per incorporar tant característiques de “qubit” com de refrigeració magnètica dins d'una sola molècula. El complex [GdEr] presenta el primer cas de “qubit” autorefrigerant operant a baixes temperatures. D'altra banda, el complex [GdTm] mostra una estructura de nivells d'energia que limita la seva eficiència com a “qubit” autorefrigerant. En conjunt, els resultats obtinguts en la tesi emfatitzen el potencial innovador dels compostos de coordinació heterometàl·lics de lantànids en l'avanç de les tecnologies futures.
Matèries (anglès)
Citació
Citació
MANIAKI, Diamantoula. Exploiting heterometallic lanthanide complexes for technological applications: Quantum Computing, Optical Properties and Magnetic Refrigeration. [consulta: 10 de gener de 2026]. [Disponible a: https://hdl.handle.net/2445/217274]