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Contrasting single-molecule magnet behaviour in dysprosium and terbium bis(stannolediide) complexes

Sun, Xiaofei 1; Hinz, Alexander ORCID iD icon 1; Maier, Stefanie 1; Gillhuber, Sebastian 1; Jin, Da 1; Saito, Masaichi; Weigend, Florian 2; Schlittenhardt, Sören ORCID iD icon 3; Moreno-Pineda, Eufemio 2; Wernsdorfer, Wolfgang 2; Ruben, Mario 2,3; Roesky, Peter W. ORCID iD icon 1,3
1 Institut für Anorganische Chemie (AOC), Karlsruher Institut für Technologie (KIT)
2 Institut für QuantenMaterialien und Technologien (IQMT), Karlsruher Institut für Technologie (KIT)
3 Institut für Nanotechnologie (INT), Karlsruher Institut für Technologie (KIT)

Abstract:

The development of single-molecule magnets for high-density data storage has advanced from poly(metallic) cages to lanthanide complexes. Since 2017, highly axial dysprosium bis(cyclopentadienide) complexes have demonstrated exceptional energy barriers to magnetic reversal (U$_{eff}$) and high hysteresis temperatures (T$_H$), with further enhancement achieved in 2025 using bulky amide ligands. Recently, dianionic heavy group 14 cyclopentadienides have emerged as promising ligands due to their higher charge density. Here we report the synthesis of two isostructural homoleptic bis(stannolediide) complexes [Ln(η$^5$-L$^{Sn}$)$_2$K(thf)$_4$] (Ln = Tb(III) or Dy(III)). The Dy(III) complex exhibits single-molecule magnet behaviour with a U$_{eff}$ of 1,502(4) K and a blocking temperature of 55 K, whereas the Tb(III) analogue shows Raman-dominated relaxation <~6 K. Removal of the potassium cation yields [Tb(η$^5$-L$^{Sn})$^2$]$^−$ or a divalent complex [Dy(η$^5$-L$^{Sn}$)$_2$]$^{2−}$. The Dy(II) complex displays weak magnetic anisotropy. These results highlight bis(stannolediide) ligands as a promising new class for high-barrier lanthanide single-molecule magnets.


Verlagsausgabe §
DOI: 10.5445/IR/1000192539
Veröffentlicht am 27.04.2026
Cover der Publikation
Zugehörige Institution(en) am KIT Institut für Anorganische Chemie (AOC)
Institut für Nanotechnologie (INT)
Institut für QuantenMaterialien und Technologien (IQMT)
Publikationstyp Zeitschriftenaufsatz
Publikationsjahr 2026
Sprache Englisch
Identifikator ISSN: 1755-4330, 1755-4349
KITopen-ID: 1000192539
Erschienen in Nature Chemistry
Verlag Nature Research
Vorab online veröffentlicht am 13.04.2026
Externe Relationen Siehe auch
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