Exchange coupling in CuIIGdIII dinuclear complexes: A theoretical perspective

Theoretical calculations using density functional methods combined with relativistic approaches have been employed to study the magnetic properties of heterodinuclear CuIIGdIII complexes. The calculated exchange coupling constants show an excellent agreement with the experimental ferromagnetic data confirming a magnetostructural correlation with the Cu–O–Gd–O torsion angle. Thus, for planar CuGdO2 frameworks the coupling is more ferromagnetic that can be related to an increase of the 3d–4f overlap when the structure becomes non-planar. The analysis of the spin density shows that the spin polarization effects are predominant for the ligand atoms directly coordinated to the GdIII cations.

RésuméCalculs théoriques utilisant des méthodes basées en la théorie de la fonctionnelle de la densité combinés avec des approximations relativistes ont été employées pour étudier les propriétés magnétiques des complexes hétérodinucleaires CuIIGdIII. Les constantes d'échange calculées montrent un excellent accord avec les données ferromagnétiques expérimentales confirmant une corrélation structurale avec l'angle de torsion Cu–O–Gd–O. Ainsi, pour un coeur CuGdO2 plan le couplage est plus ferromagnétique, peut-être lié à une augmentation du recouvrement 3d–4f lorsque la structure devient non-plane. L'analyse de la densité de spin montre que les effets de polarization de spin sont prédominants pour les atomes liés directement aux cations GdIII.