双核稀土基单分子磁体的设计合成及磁性调控研究

This project focuses on the attractive research fields of molecular magnetism and single-molecule magnets. Studies on the influence of lanthanide-based single-molecule magnets with slow magnetic relaxation behavior based on local coordination field and magnetic interactions. The nitrogen-containing ligands as bridging ligands are coordinated with lanthanide ions to construct the binuclear Lanthanide complexes. On the basis of structural characterization and magnetic measurements, the different bridging ligands and different co-ligands provide ligand fields for lanthanide ion and further influence their magnetic properties and to explore the relationship between the assembly rules and magnetic structure of single-molecule magnets and an effective way to control the preparation of lanthanide-based single-molecule magnets. In-depth study of the project, we will provide some experimental evidence and theoretical analysis examples for the design and synthesis of new single-molecule magnets and expand the research of the binuclear lanthanide-based single-molecule magnets, and provide valuable information for the study of novel molecular-based magnetic materials .

本项目围绕分子磁性和单分子磁体这一热门研究领域，基于稀土离子配体场和磁相互作用对稀土基单分子磁体慢磁弛豫行为的影响，拟选用含氮配体作为桥联配体与稀土离子来构筑双核稀土配合物。在结构表征和磁学性质测试的基础上，研究不同的桥联配体、不同的辅助配体对稀土配合物磁学性质的影响，探讨单分子磁体的组装规律和磁构关系，探索稀土基单分子磁体可控制备的有效途径。对本项目的深入研究能为设计合成新的单分子磁体提供一些实验和理论分析的依据，从而丰富了双核稀土基单分子磁体体系，为新型的分子基磁性材料研究提供了有价值的信息。

本项目围绕稀土离子配体场和磁相互作用对稀土基单分子磁体慢磁弛豫行为的影响，选用七种不同的桥联配体与稀土离子合成出十五个系列双核稀土配合物，并筛选出十四例具有慢磁弛豫行为的Dy2单分子磁体。在结构表征和磁学性质测试的基础上，探讨了不同配位环境和磁相互作用对配合物磁学性质的影响。研究发现配体场对称性和强度的提高以及磁相互作用的增强，可以有效地提高单分子磁体的有效能垒值。本项目的研究丰富了双核稀土基单分子磁体体系，证实了稀土单分子磁体的磁弛豫行为对其结构非常敏感，因此桥联配体和辅助配体的选择至关重要，合适的配体有利于构筑高对称性的配位环境和更好地传递顺磁离子之间的磁相互作用，在一定程度上可抑制稀土的量子隧穿，并为提高磁翻转能垒提供一种可能。