《氰根橋連4f-nd單分子磁體的合成及磁構關係研究》是依託湖北大學，由朱文華擔任項目負責人的青年科學基金項目。
基本介紹
- 中文名：氰根橋連4f-nd單分子磁體的合成及磁構關係研究
- 項目類別：青年科學基金項目
- 項目負責人：朱文華
- 依託單位：湖北大學
項目摘要,結題摘要,
項目摘要
低溫下單分子單鏈磁體在單個分子水平上表現出磁雙穩態性質，以及熱激發慢的磁弛豫和量子隧穿效應，為量子信息高密存儲的研究提供了模型體系，並對經典和量子力學現象共存問題的研究具有重要的科學意義。二十多年來，由Mn12開始，含過渡金屬的SMMs和SCMs獲得了充分發展。而由於稀土離子具有大基態自旋和強單離子各向異性，近幾年成為研究的焦點，包括純4f孤立體系、4f-3d或4f-2p相互作用體系，相互作用體系主要採用單原子O橋傳遞磁作用，本項目旨在利用氰基過渡金屬前驅體與4f離子組裝合成目前研究較少的，具有新穎結構的雙原子CN橋連4f-nd (n=3,4,5)低維結構，獲得具有豐富結構類型的SMMs和SCMs，並探索金屬離子的基態自旋、單離子各向異性、晶體場對稱性、磁相互作用等因素對低維磁性的影響，實現對氰根橋連4f-nd低維磁性質的精確調控，獲得具有較大磁各向異性能壘和慢磁弛豫時間的單分子單鏈磁體。
結題摘要
本項目的主要研究內容為合成氰根橋連的4f-3d低維單分子單離子磁體，研究4f和3d離子通過氰根橋連的磁相互作用本質，探索所形成低維磁體的磁弛豫來源和機理。採用的研究策略為：在研究氰根橋連的4f-3d低維單分子單鏈磁體磁行為的同時，合成出以單原子O橋和三原子羧酸等與氰根相似的短橋連配體形成的純4f或4f-3d低維單分子單鏈磁體進行對比研究。在本項目的研究工作中，主要開展了三方面的研究。一是以含羰基或配位O原子的配體作為輔助配體，採用[M(CN)6]3–作為橋連配體，合成了多類氰根橋連的4f–3d類型的SMMs，通過定點替代3d或4f金屬離子的策略，調控所形成3d–4f配合物中磁弛豫的起源和機理，為進一步研究氰根橋連3d–4f單分子或單離子磁體提供了一種很好的合成策略，有利於深入研究此類配合物中晶體場、磁相互作用、金屬空間格子排列等因素對其動態弛豫性質的影響，為探尋具有較大各向異性能壘和較高凍結溫度的單分子磁體提供可行途徑；二是採用具有較大位阻的有機羧酸配體作為螯合或橋連配體，合成了羧酸螯合形成的相對孤立單核結構的純4f離子SIMs，以及羧酸橋連形成的純4f離子SMMs；三是以吡啶衍生物作輔助配體，採用有機羧酸配體作為橋連配體，合成了幾類羧酸橋連的純4f離子SMMs和SCMs，研究了配體上取代基位置對其動態磁弛豫性質的影響，配體的改變及其取代基的修飾所產生的電子效應對含稀土離子SMMs動態磁弛豫行為的影響正成為當前的一個研究熱點。
