Evolucija složenih magnetskih i polarnih uređenja iz jednostavnih 2D podstruktura u slojevitim hibridnim organsko-anorganskim halogenometalatima (HOI2DEM)

projekt financiran sredstvima Hrvatske zaklade za znanost pod brojem IP-2022-10-6321

Sažetak

Sustavi u kojima se javljaju magnetska i polarna uređenja od velikog su zanimanja u fizici i kemiji kondenzirane materije, a dvodimenzionalni (2D) materijali postali su strateški za područja elektronike/spintronike, fotonike, energetike, biomedicine. U okviru projekta razvijat će se novi hibridni organsko-anorganski halogenometalati (HOAH) slojevitih struktura koji bi se odlikovali složenim magnetskim i polarnim uređenjima, s ciljem ostvarenja multiferoičnosti, te prema mogućnostima magneto-električnog vezanja. Razvoj će teći uvođenjem funkcionalnih kiralnih i/ili asimetričnih organskih kationa te dopiranjem/supstitucijom pojedinih strukturnih podjedinica u HOAH sustavima. Polarna uređenja kao i lokalna simetrija strukturnih podjedinica utvrdit će se difrakcijskim tehnikama i spektroskopskim analizama te električnim mjerenjima. Eksperimentalno će se rigorozno istražiti magnetska uređenja ili nered, kako globalno pomoću magnetizacije i izmjenične susceptibilnosti, tako i lokalno pomoću elektronske i nuklearne spinske te kvadrupolne rezonancije. Potkrjepa kvantno-mehaničkim ab-initio računima upotpunit će saznanja o električnoj polarizaciji i magnetskim međudjelovanjima. Za odabrane faze HOAH sustava istražit će se strukturni i magnetski odziv na vanjske parametre (električno polje, tlak, svjetlost) što će pružiti saznanja o uspostavi egzotičnih stanja te dati dodatni uvid u mehanizme superizmjene. Provest će se i magneto-transportna te optička istraživanja radi širenja puteva prema primjeni u opto-magneto-elektronici. Odabrani HOAH priredit će se i karakterizirati i u obliku tankih filmova, jer je njihov razvoj nužan radi ugradnje u nano-uređaje. Razvit će se element temeljen na spoju tankog filma HOAH i vodljivog polimera, gdje će se naponskim vratima nastojati izazvati promjenu magnetskog, električnog i/ili optičkog stanja. Istraživanje u ovako multidisciplinarnom timu rasvijetlit će neka pitanja o HOAH kao (kvazi)2D materijalima.

Suradnici

Damir Pajić (MBZ: 234522), Prof. dr. sc., voditelj, ustanova korisnik sredstava; Sveučilište u Zagrebu Prirodoslovno-matematički fakultet, Fizički odsjek
Pavla Šenjug (MBZ: 363176), Dr. sc. suradnica, poslijedoktorandica, na PMF-FO do 30.9.2024., a potom na Institutu Jožef Stefan u Ljubljani
Dario Barišić (MBZ: 378572), Univ Mag. Phys, suradnik, doktorand, PMF-FO
Mirta Rubčić (MBZ: 251565), Prof. dr. sc., suradnica, PMF-KO
Edi Topić (MBZ: 378816), Dr. sc., suradnik, poslijedoktorand, PMF-KO
Ivica Đilović (MBZ: 266272), Izv. prof. dr., suradniksuradnik, PMF-KO
Denis Stanić (MBZ: 255790), Doc. dr. sc., vanjski suradnik, Stross
Emil Tafra (MBZ: 248700), Izv. prof. dr., suradnik, PMF-FO
Metodija Najdoski, Prof. dr. sc., vanjski suradnik, KiM-SK
Marina Cindrić (MBZ: 68755), Prof. dr. sc., vanjska suradnica, PMF-KO
Krešo Zadro (MBZ: 74153), Prof. dr. sc., vanjski suradnik, PMF-FO
Mihovil Bosnar (MBZ: 360533), Dr. sc., suradnik - poslijedoktorand (MOBDOL stipendija), PMF-FO, od 15.10.2024.
Nikola Miše (MBZ: 413284), Univ. Mag. Phys., suradnik - doktorand (DOK), PMF-FO, od 15.10.2024.

PMF-FO == Sveučilište u Zagrebu Prirodoslovno-matematički fakultet, Fizički odsjek
PMF-KO == Sveučilište u Zagrebu Prirodoslovno-matematički fakultet, Kemijski odsjek
Stross == Sveučilište J. J. Strossmayera Osijek, Odjel za fiziku
KiM-SK == Univerzitet svetih Ćirila i Metoda, Prirodoslovni fakultet, Skopje

Diseminacija

13 prezentacija na skupovima u 2025. ...

Rubčić, Mirta; Topić, Edi; Šenjug, Pavla; Barišić, Dario; Pajić, Damir
Low Dimensional Halometallates - From Synthesis and Structure to Applicationm Perspective
3rd European Congress on Chemistry and Applied Sciences
Amsterdam, Nizozemska, 24.06.2024-25.06.2024
predavanje na međunarodnom znanstvenom skupu

Miše, Nikola; Barišić, Dario; Šenjug, Pavla; Topić, Edi; Rubčić, Mirta; Pajić, Damir
Magnetic behaviour of chain and layered hybrid methoxyethylammonium halocuprates(II)
From Solid State to Biophysics XI
Cavtat, Hrvatska, 08.06.2024-15.06.2024
poster na međunarodnom znanstvenom skupu

Radovi

Znanstveni radovi
J. Toplak, E. Topić, D. Kuzman, D. Pajić, D. Žilić, F. Torić, V. Vrdoljak,
Modulating structural and functional properties in copper(II) hydrazonato complexes with N-heterocyclic hydrazone ligand,
Inorganic Chemistry Communications 184 (2026) 116033 (11 pp)

E. Topić, P. Šenjug, D. Barišić, I. Lončarić, M. Rubčić, D. Pajić,
Modulating magnetism in layered hybrid halocuprates(II): The role of constituting ions,
Inorganic Chemistry Communications 182 (2025) 115520

O. Zemljak, D. Luković Golić, B. Simović, M. Podlogar, P. Šenjug, D. Pajić, Z. Branković, G. Branković,
Co-doping of rare earth and titanium ions in yttrium manganite ceramics: impact on structural, magnetic, and ferroelectric properties,
Ceramics International 51 (2025) 42238–42249

D. Djurek, M. Prester, Dj. Drobac, V. Mandić, D. Pajić,
Mott Law exp(T0/T)1/4 and Scaling Properties of the Oxygen-Deficient Tenorite CuO0.75,
Condensed Matter 10 (2025) 33

A. Žužić, D. Barišić, J. Macan, D. Pajić,
Exploring the impact of synthesis method and dopant concentration on the magnetism and magnetocaloric effect of Sr-doped lanthanum manganites,
Journal of Applied Physics 137 (2025) 143901 (15pp)

M. Čebela, P. Šenjug, D. Zagorac, I. Popov, J. Zagorac, M. Rosić, D. Pajić,
Synthesis, Structural and Magnetic Properties of BiFeO3 Substituted with Ag,
Materials 18 (2025) 453

Paut, Andrea; Guć, Lucija; Vrankić, Martina; Crnčević, Doris; Šenjug, Pavla; Pajić, Damir; Odžak, Renata; Šprung, Matilda; Nakić, Kristian; Marciuš, Marijan; Prkić, Ante; Mitar, Ivana
Plant-Mediated Synthesis of Magnetite Nanoparticles with Matricaria chamomilla Aqueous Extract
Nanomaterials 14, 2024, 729
(U ovom radu P. Šenjug i D. Pajić dali su doprinos proučavanjem magnetizma hibridnih struktura koje se sastoje od metal-oksidne nanočestice i organskog sloja omotača. Detaljnim raznovrsnim magnetskim mjerenjima pokazalo se superparamagnetsko ponašanje oklopljenih nanočestica za razliku od nanočestica bez organskog omotača. Rad je nastao u novoj suradnji sa znanstvenicima Sveučilišta u Splitu, glavna autorica I. Mitar.)

Ocjenski radovi

Miše, Nikola, diplomski rad (mentor: Pajić, Damir)
Magnetsko ponašanje lančastih i slojevitih hibridnih metoksietilamonijevih halogenokuprata(II)
Sveučilište u Zagrebu Prirodoslovno matematički fakultet, Zagreb, 2024

Dorja Baričević, diplomski rad (mentori: Mirta Rubčić, Edi Topić)
Sinteza i strukturna karakterizacija klorometalatnih(II) soli propan-1,2-diamina
Sveučilište u Zagrebu Prirodoslovno matematički fakultet, Zagreb, 2024

Jana Mužević, Rektorova nagrada (mentor Pajić, Damir, neposredni voditelj: Penić, Nikolina)
Priprava i anizotropna magnetska svojstva jediničnih kristala hibridnih metalo-organskih perovskita [C(NH₂)₃][M^II(HCOO)₃] (M = Cu, Mn i Co)
Sveučilište u Zagrebu Prirodoslovno matematički fakultet, Zagreb, 2024

Formalnosti