含巡游电子的高共轭体系分子磁体的设计合成与性质研究

本项目拟用高共轭的片状分子或离子做为构筑单元，合成具有高磁相转变温度的分子基磁体。其中包括（1）Stoner型分子基磁体的设计、合成和性质研究；（2）一维高共轭体系中的自旋-Peierls相变；（3）通过理论计算对Sonter型分子基磁体进行机理研究，即巡游电子的作用；（4）从简单小分子高共轭体系出发，类比探索石墨烯等其他共轭体系磁性形成的原理。意义和目的：（1）合成具有高相转变温度的分子基磁体，突破自旋超交换形式下不易实现的高温分子磁体的瓶颈；（2）诠释具有争议的石墨类物质磁性的有无。

高共轭分子或离子相邻时因交叠面积大导致单元间产生强的相互作用，当这些单元内存在未成对电子的时候，电子的耦合作用可能是常规桥联配体传递的作用所无法比拟的，如果共轭单元能形成均匀的链状结构，那么所有单元的能级将是相同的，从而使单元的这些能级形成能带，单元内的电子便可以巡游电子的方式进行耦合，形成新型的分子基磁体。.本项目正是以高共轭的片状分子或离子做为构筑单元，对高共轭体系分子基磁体的合成和性质研究进行了尝试性探索，以化合物的构筑单元分类主要包括两个部分：.1）以TCNQ、TCNE、M(mnt)2、M(dmit)2（M为以Ni、Pd、Pt为主的过渡金属离子）等为单元，分别和簇合物、小分子等构筑形成零维到多维化合物，对其磁耦合、自旋交叉等性质进行了研究。.2）以具有片状结构的金属冠醚为单元，探讨了不同对称性下分子内自旋间的作用方式和它们的单分子磁性质。.同时利用从头算、平均场理论等多种方法对这些化合物的磁结构关系进行了分析。在项目执行期间共发表SCI文章48篇，与本项目密切相关并标注资助的文章12篇。和传统的Heisenberg铁磁理论运用于分子体系不同，本项目旨在以具有巡游电子的分子体系为研究对象，揭示用于非绝缘磁体的Stoner铁磁理论在分子体系中的适用性，为寻找具有高磁相转变温度的分子磁体积累经验。目前的研究已获得大量的结构和磁结构相关性方面的数据，为本领域的进一步演技打下了基础。