On-Surface Synthesis of Organolanthanide Sandwich Complexes

. 2024 Jun ; 11 (24) : e2308125. [epub] 20240412

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The synthesis of lanthanide-based organometallic sandwich compounds is very appealing regarding their potential for single-molecule magnetism. Here, it is exploited by on-surface synthesis to design unprecedented lanthanide-directed organometallic sandwich complexes on Au(111). The reported compounds consist of Dy or Er atoms sandwiched between partially deprotonated hexahydroxybenzene molecules, thus introducing a distinct family of homoleptic organometallic sandwiches based on six-membered ring ligands. Their structural, electronic, and magnetic properties are investigated by scanning tunneling microscopy and spectroscopy, X-ray absorption spectroscopy, X-ray linear and circular magnetic dichroism, and X-ray photoelectron spectroscopy, complemented by density functional theory-based calculations. Both lanthanide complexes self-assemble in close-packed islands featuring a hexagonal lattice. It is unveiled that, despite exhibiting analogous self-assembly, the erbium-based species is magnetically isotropic, whereas the dysprosium-based compound features an in-plane magnetization.

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