锰基3d-4f单分子磁体的构造和磁性能研究

分子磁体，有可能成为制作分子开关、电磁屏障和信息储存的材料，已成为近年来蓬勃发展的跨学科前沿研究领域之一。单分子磁体是目前分子磁体领域研究的热点。目前研究的最为深入的是锰基单分子磁体。提高单分子磁体的阻塞温度，仍是单分子磁体研究中具有挑战性的课题。镧系金属离子具有大的基态自旋值和磁各向异性，将镧系金属离子和过渡金属离子共同引入单分子磁体，既保证高的基态自旋值，又有可能具有大的磁各向异性，提高阻塞温度，成为新型的高密度存储材料。本申请项目以羧酸根和醇氧负离子等有机小分子做桥连配体，探索在合适的条件下以不同价态的锰基单分子簇合物为构筑单元，引入镧系金属离子制备3d-4f的混合金属离子的单分子磁体，解析其晶体结构，研究磁性能，深入研究磁性与结构的关系，力求发现新型的磁性材料。

单分子磁体和单链磁体具有慢磁驰豫现象，可能成为潜在的信息存储材料，最近正吸引越来越多的关注。本项目应用多功能基团构造3d-4f配合物，研究其晶体结构，测定磁性质，探索磁构关系，为获得高性能的单分子磁体提供理论依据。.(1) 制备了三类羧酸配体构造的3d-4f配合物，包括（a）用喹啉-8-甲酸为辅助配体，以铁氰根为桥联配体，得到了三组不同的一维链（7个晶体）；（b）2,6-二甲酸吡啶为桥连配体四个3d-4f的三维配合物；（c）多酸DOTA构造的[NaDy(DOTA)27H2O]2[Fe(CN)5NO] 11H2O 混合金属配合物。对三类配合物的晶体结构进行了解析，研究了相应的磁性质，并探索了磁构关系。.（2）锰基单分子磁体的结构与性能表征，包括（a）利用三种肟得到了十三个六核锰的簇合物，并且全部解析了晶体结构，测定了磁性质，发现所有的十三个配合物均为单分子磁体；（b）利用噁唑啉合成了三个MnIII的一维链，其中叠氮桥联的一维链有单链磁体的性质。.（3）单核稀土配合物的合成和磁性质。利用三联吡啶衍生物合成了８个稀土的单核配合物，晶体结构表明，稀土离子的半径和配位的硝酸根以及结晶溶剂可能影响稀土离子配位数，进而影响到配合物的磁性质。本组研究表明，该类配合物中，Dy，Ｙb和Tb的配合物表现为场诱导的磁驰豫现象，而Gd、Er，Ｈo的配合物没有场诱导的磁驰豫现象。