《單離子磁體的定向構築及結構微擾對其性能調控研究》是依託西安交通大學，由韓甜擔任項目負責人的青年科學基金項目。
基本介紹
- 中文名：單離子磁體的定向構築及結構微擾對其性能調控研究
- 項目類別：青年科學基金項目
- 項目負責人：韓甜
- 依託單位：西安交通大學
中文摘要,結題摘要,
中文摘要
分子納米磁體不僅是經典力學和量子力學的橋樑，而且在高密度信息存儲、量子計算機等方面具有潛在的套用價值。其中，單離子磁體由於易控制的磁各向異性和優秀的磁性能，成為近年來關注的焦點，是研究磁–構關係的最佳理論模型。本項目擬通過金屬有機的化學方法對單離子磁體的慢磁弛豫過程進行調控，目的是通過磁–構關係提出規律，為理性構築單離子磁體以及最佳化單離子磁體性能提供導向。主要研究內容包括：(1)定向構築新穎的單離子磁體，提高對傳統單離子磁體的認知；(2)以金屬離子、配位數、局域對稱性和配體場強弱四種因素為導向，控制變數，系統設計、合成和研究配合物的單離子磁體性質，完善配體場和單離子磁體的關係；(3)保持磁性結構不變，通過結構微擾，研究其對單離子磁體性能的精細調控作用；(4)單離子磁體磁–構關係的研究，這既能為基礎理論提供新的認知，又能導向高性能信息存儲與量子調控材料的高效構建。
結題摘要
單分子磁體是一類能像巨觀磁體一樣在低溫下保持它們磁化強度的分子材料，因其特殊的磁學性質引起了各學科的廣泛關注。從科學研究角度講，單分子磁體使我們能夠進一步了解經典和量子磁現象的相互影響。從套用技術角度講，單分子磁體在高密度信息存儲和量子計算方面都具有潛在的套用前景。目前該分子材料的可操作溫度都較低，主要研究精力集中在設計合成具有更高能壘和更高磁滯回線溫度的單分子磁體體系。該項目以單離子磁體為出發點，通過金屬離子、配位數、局域對稱性和配體場強弱四種結構因素為導向，定向構築單離子磁體，並通過磁性結構的微擾，對單離子磁體性能進行調控。具體而言，我們合成了首例平面四配位的單離子磁體，同時其又是鮮見文獻報導的鉻基單離子磁體。通過對配合物中配位溶劑分子的改變，發現在這種配位環境下，配位溶劑分子對磁各向異性的影響非常微弱。同時，我們構築了系列具有C5對稱軸的單核鏑配合物，磁性測試分析表明這些單離子磁體的能壘隨著軸向強場配體個數的增加而翻倍增加，成為增大能壘的切實途徑。此外，我們還揭示了基於冠醚配位的不同對稱性對於稀土磁各向異性的影響，強配位鍵對鏑基單離子磁體性質的影響等。 進而我們引入磁交換作用第五種因素，將單離子磁體體系拓展到單分子磁體體系，開展了異金屬和純稀土簇的合成和磁性研究。進一步，將磁性金屬離子通過橋聯配體連線，得到了一例具有單鏈磁體行為的一維鐵鏈。再進一步，將具有鐵磁作用的Co3簇作為結構基元組裝成反鐵磁Kagomé格子，通過拓撲組裝的方法合成了一例磁性金屬有機框架。 總體而言，該項目開發了若干例新型單離子磁體，並通過結構的擾動來調控單離子磁體性能，並且將單離子磁體體系進行了豐富和拓展，對今後的分子磁體研究都有很好的指導作用。在此項目的資助下，已正式發表SCI論文9篇，以第一作者或者通訊作者發表論文4篇，包括ACS Appl. Mater. Interfaces, Chem. Commun., Inorg. Chem., Dalton Trans.。此外，為世界出版社Springer著書一章，現已出版發行。
