有機修飾Mn12單分子磁子的溶液和界面自組裝

《有機修飾Mn12單分子磁子的溶液和界面自組裝》是依託吉林大學，由李文擔任項目負責人的面上項目。

基本介紹

• 中文名：有機修飾Mn12單分子磁子的溶液和界面自組裝
• 項目類別：面上項目
• 項目負責人：李文
• 依託單位：吉林大學

項目摘要

單分子磁子具有獨特的磁量子效應，它在超高密度存儲及量子計算機等方面具有潛在套用，將單分子磁子加工成薄膜器件是實現其套用的前題。與大多數文獻中所採用的微電子加工方法不同，在本項目中我們擬利用分子自組裝的方法構築單分子磁子有序及圖案化薄膜器件。Mn12簇具有較大的自旋基態，較高的阻擋溫度，是典型的單分子磁子。考慮到Mn12簇遇水易分解，不溶於有機溶劑等缺點，我們首先通過配體交換反應對Mn12簇進行適當的表面修飾，製備有機修飾的Mn12單分子磁子複合物。其次，以修飾後的Mn12複合物為功能性構築基元研究其在溶液及界面的自組裝行為，了解其組裝特點及自組裝規律，進而發展自下而上的分子自組裝方法。最終，利用自組裝方法在納米及介觀尺度內實現Mn12複合物在固體基底表面的有序和可控組裝，在此基礎上研究複合物組裝結構與磁性間的關係，為單分子磁子薄膜器件的製備提供新的認識和參考。

結題摘要

本課題致力於構築Mn12單分子磁子有序及圖案化薄膜器件。基本的研究思路是對溶解性差、難於加工的Mn12單分子磁子進行表面化學改性獲得有機修飾的單分子磁子複合物。以改性後的Mn12複合物為構築基元研究其自組裝行為。利用其自組裝特性獲得有序圖案化薄膜結構，並考查其組裝結構與磁性間的關聯。在項目執行過程中我們完成了如下工作：1、發展了一種簡單的液相合成法製備Mn12單分子磁子，其反應產率較文獻方法有了明顯提高。2、通過配體交換反應製備了一系列脂肪酸修飾的Mn12單分子磁子複合物，並獲得了配體交換反應的一些基本規律，即Mn12簇的軸向位置更容易進行配體交換反應。3、研究了Mn12複合物在有機溶液中的組裝行為，認識到其具有類似於表面活性劑的兩親性特徵。4、利用其兩親性特徵構築了介觀有序的蜂窩狀薄膜，並研究了配體修飾對單分子磁性的影響。5、利用有機修飾Mn12複合物對水分子的穩定性開發了一類以Mn12單分子磁子為基材的新型磁成像劑。