基于轻稀土离子的分子固体控制合成与磁各向异性研究

This project proposes to rationalized prepare the coordination complexes of various symmetries containing light rare earth ions based on the molecular engineering strategies, so as to investigate the magnetic anisotropy properties by, experimentally, angular-resolved magnetic susceptibility measurements, and theoretically, the crystal field approaches. The project aims at obtaining the general rules in controlling the magnetic anisotropy of light rare earth ions and finally enhancing the behaviors of rare-earth-based magnetic materials, offering the scientific foundations for the molecular devices and the quantum computing.

本项目通过分子工程设计，精确制备含有轻稀土离子的多种对称性配位化合物，调控配体分子与轻稀土离子的作用模式，通过直接物理测试确定磁各向异性类型与方向，基于晶体场方法总结得到配位分子、局域对称性对轻稀土离子各向异性影响的一般规律，为提高稀土基永磁性材料性能、单分子单层膜分子器件以及量子计算等领域提供科学基础。

本项目执行以来进展顺利，在对轻稀土，重稀土离子的磁轴和构性关系确定的基础上，实现了使用高分辨晶体衍射数据观测4f电子云，并基于此构筑了分子自旋量子比特，延长量子相干时间。共发表文章7篇，其中Nature Chemistry 1 篇，Jacs 1篇，Chemical Science 1 篇。完成了本项目的预定目标。