自旋交叉与荧光关联材料

The correlation between spin crossover and fluorescence is important not only in the control of spin states and fluorescence signal, but also in the development of novel functional materials for photomagnetic switch, temperature sensing, and gas detection. This project is based on the principle that spin crossover and fluorescent excitation-emission may correlate within system, we plan to design and synthesis spin crossover-fluorescence materials by postsynthetic, fluorescence-doping, and coordination methods, and achieve the correlation between spin crossover and fluorescence; Through a combination of property measurements, structure-property relationships, and theoretic calculations, we plan to investigate the mechanism of correlation between spin crossover and fluorescence, and to control the level of correlation; We will also tune the spin states and fluorescent emissions by various chemical and physical approaches, in order to realize the bidirectional, reversible control of switch between spin crossover and fluorescence. This project unites our long-term knowledge accumulation on molecular magnetism control with the newest developing trend of the field of spin crossover, which is also established on the intersecting area of frontiers of chemistry, physics, and materials.

自旋交叉与荧光的关联不仅在调控自旋态和荧光信号方面具有重要的研究意义，对它的研究可能会发展出新型功能材料应用于光磁开关、温度传感、气体检测等领域。本项目基于自旋交叉与荧光吸收发射之间发生关联的理论依据，计划通过后合成接枝、荧光分子掺杂、配位合成等方法设计合成同时具有自旋交叉和荧光性质的多功能材料，并实现材料中自旋交叉与荧光的关联；通过性质测试、构效关系分析、理论计算相结合的方法研究各体系的自旋交叉与荧光的关联机理，并实现对关联程度的调控；利用化学和物理方法分别调控自旋态和荧光发射，在此基础上研究利用其关联性实现自旋交叉和荧光发射之间的双向、可逆调控。本项目的研究结合了申请人在分子磁性调控方面的长期研究积累和自旋交叉领域的最新发展态势，立足于化学、物理、材料等多学科的交叉前沿，有望取得高水平研究成果。

自旋交叉和荧光的关联不仅在调控荧光信号和自旋态方面具有理论意义，而且有可能发展出新型功能材料应用于光磁开关、温度传感、气体检测等领域，但相关研究还处于起步阶段，二十年来仅有零星报道。在这一领域还存在若干科学问题，如自旋交叉与荧光相关性与能量转移机理还不是很清楚、在合成方面还不能确保自旋交叉与荧光性能能共存、在体系选择方面还没有规律可循等，因此在自旋交叉与荧光关联的材料开发方面还有待创新。.本项目开展了以下几个部分的研究：自旋交叉与荧光关联材料的设计合成、自旋交叉与荧光性质研究、自旋交叉与荧光关联机理研究、自旋交叉与荧光的双重调控与功能化等。我们通过理论与实验相结合，发现了自旋交叉与荧光关联新的能量转移行为，说明高低温时金属离子和荧光配体之间的能量转移途径是有区别的，这也是高低温区自旋转变和荧光关联不同的可能原因，从另一方面也证明了在自旋交叉与荧光关联体系中荧光发射与金属-发色团的能量转移可以存在多种途径；对一维体系的自旋交叉与荧光关联的研究，发现了两种不同关联现象。相关研究对认识自旋交叉与荧光的关联具有重要的指导意义。.项目执行期间在中国化学会举办的第31届学术年会、无机化学年会、配位化学会议、固态化学会议、晶体工程会议、中西部无机化学化工会议等做主题或邀请报告11次；在基金委或其它单位做主题或邀请报告8次；在国际配位化学会议(ICCC2018)和中日双边金属原子簇等国际会议上作邀请报告3次。本项目共发表标注资助项目号并以本人为(共同)通讯作者的学术论文共19篇。