《磁-光雙功能稀土配合物的設計合成及磁-光關係的研究》是依託中山大學，由賈建華擔任項目負責人的青年科學基金項目。
基本介紹
- 中文名：磁-光雙功能稀土配合物的設計合成及磁-光關係的研究
- 項目類別：青年科學基金項目
- 項目負責人：賈建華
- 依託單位：中山大學
中文摘要,結題摘要,
中文摘要
稀土離子的單電子數多、旋-軌耦合作用強，具有豐富的電子能級和4f電子躍遷特性，造就它成為磁性和發光的優良載體，結合稀土兩種奇特的物理性能???磁各向異性和螢光來設計合成具有磁-光雙功能分子材料的研究具有重要的科學意義和套用價值。本項目擬採用吸收截面大、活性位點多的有機羧酸和含氮氧配體與鋱、鏑、餌、鐿等稀土離子配位，利用配體天線效應增強稀土配合物分子的發光性能，通過調控局部和整個分子的對稱性調控配合物的單分子磁體性能，篩選出性能優異的磁-光雙功能稀土配合物分子材料；通過比較單分子磁體的直流和交流磁化率數據計算出的能級能量或有效能壘與由螢光精細結構光譜所得到的能級，探索研究稀土離子的磁-光關係，為合理設計具有顯著磁-光雙回響功能分子材料提供重要的參考。
結題摘要
基於稀土離子優良的磁學和光學性能，本項目旨在設計合成具有磁-光雙功能稀土配合物分子材料，通過配體的“天線效應”以及稀土中心的對稱性調控化合物的光學和磁學性質，為構築功能性配合物分子磁性材料提供重要的理論依據和參考實例。 本項目利用多齒有機配體或金屬冠醚配體與順磁稀土離子組裝多個新型的單核或多核稀土配合物，解析出分子結構，進一步研究了分子的構效關係以及磁光功能之間的聯繫，並取得了一些重要成果。 （a）製備了系列發光多功能稀土配合物。利用潛手性配體Hbpt與Dy(III)自組裝得到“Z”字型四核稀土分子簇{Dy4}，它表現出良好的白光發射性質和單分子磁體行為，為多功能單分子磁體的設計合成提供重要思路。該成果發表在Journal of Materials Chemistry C後即被選為封面文章。進一步的工作深入探究了配位溶劑、橋連基團、抗衡離子以及抗磁離子等因素對分子結構、磁相互作用以及量子隧穿效應的影響，實現了最佳化分子磁行為的目的。（b）利用對稱性構築發光稀土單分子磁體，並研究磁性與發光的關聯性。首次採用具有特殊對稱軸的金屬冠醚作為配體，組裝了多例具有D4d/D6h對稱性的稀土單離子磁體，通過比對由磁化率擬合得出的能壘與由螢光光譜直接得到的能級，將單分子磁體與近紅外發光關聯起來。根據上述原理，利用兩個五齒N5配體構築的球形配位場，可同時與扁長型的Dy(III)或扁圓型的Er(III)構建單離子磁體。（c）引入光化學活性配體，通過光照實現了單分子磁體的磁行為調控。分子間鄰近的兩個C=C雙鍵在光照下直接二聚反應形成環丁基單元，導致Dy(III)配位環境和分子磁性發生變化，從單分子磁體轉變到場誘導慢弛豫行為；作為一種簡單快捷調控磁行為的方法，這項研究可進一步拓展到其他外部刺激如溫度、壓力、機械應力等。該工作發表在Chemical Communications後也被選為封面文章。
