分子内电子转移致自旋转变多维分子基磁性材料研究

The study of spin transition molecule-based magnetic materials under external stimuli has important implications for the development of information storage tecnology. Our objective is to design and synthesize of novel metal-organic hybrid cyanide-bridged molecule-based magnetic materials with intramolecular charged-transfer-induced spin transition (CTIST) properties in multidimensional system. Significantly, according to the electrochemical redox data and the features of electronic spectral data, we now try to present a criterion for the CTIST properties of cyanide-bridged molecule-based magnetic materials. The criterion can make us to understand the rules of the cyano-bridged bimetal assemblies and resolve some current problems, such as the rules of assemblies, the methods of complicated test, and other synergic factors. Then, [M(CN)6]3-（M=Fe、Ru、Os）as the building units, we design and synthesize the cyanide-bridged molecule-based magnetic materials with CTIST properties in multidimensional Co/Fe and Mn/Fe systems. We seek for a promising way to understand the design principle and the assembly rules of the multidimensional cyanide-bridged molecule-based magnetic materials with CTIST properties, which is a theoretical and technical basis on the design and synthesis of new functional molecule-based magnets.

研究在外界条件刺激下能够发生自旋转变的分子基磁性材料，对于信息储存技术的发展具有重要的科学意义。本项目以设计合成在多维体系中实现分子内电子转移导致自旋转变（CTIST）的新型金属-有机杂化氰桥分子基磁性材料为目的，提出了以氰桥分子磁体的氧化还原电化学数据和特征电子光谱数据作为其发生分子内CTIST行为的判据，并指导该类分子磁体的组装和调控，为当前存在的该类分子磁体构筑规律不清晰、测试手段复杂、协同影响不明晰等问题提供了有效的解决途径。利用建立的判据，以[M(CN)6]3-（M=Fe、Ru、Os）为基本构筑单元，设计合成具有CTIST行为的氰桥Co/Fe、Mn/Fe多维体系，研究不同体系发生CTIST行为的条件，深入揭示具有CTIST特性的氰桥双金属多维分子磁体的设计原理和构筑规律，为设计合成新型的功能分子磁体奠定理论和技术基础。

在外界条件刺激下能够发生自旋转变的分子基磁性材料对当前高密度信息储存材料、功能分子器件的发展具有重要的科学意义。本项目以氰桥分子磁体的氧化还原电化学数据和光谱数据作为其发生分子内电子转移致自旋转变（CTIST）行为的判据，设计并合成了系列具有分子内CTIST行为的多维体系氰桥分子基磁性材料。研究了结晶控制、溶剂环境、碱金属离子等因素对磁性材料电化学和光谱性质的影响，进而对材料能否发生分子内电子转移和自旋转变温度的高低产生影响。实现了对Mn-Fe、Co-Fe类普鲁士蓝磁性材料的分子内电子转移和自旋转变温度的调控。制备了在室温范围内分子内电子转移和自旋转变温度可调的微纳磁性材料，为其在分子器件领域的应用打下坚实的基础。本项目有关影响分子内CTIST磁性材料的控制因素及结果，对有目的地设计合成该类双稳态化合物提供了有价值的参考，具有重要的科学意义和理论价值。