由于單分子磁體在多個領(lǐng)域,如超高密度存儲、量子計算、自旋電子學(xué)等具有潛在的應(yīng)用而受到了研究者的廣泛關(guān)注。其中稀土離子因具有未淬滅的軌道角動量和本征的磁各向異性而成為近年來單分子磁體關(guān)注的熱點。目前稀土單分子磁體的研究方向主要集中在改善稀土離子的晶體場和提高磁相互作用來構(gòu)筑具有高能壘（Ueff）、高阻塞溫度（TB）的單分子磁體。盡管鑭系單分子磁體的阻塞溫度和有效能壘記錄不斷的刷新（目前最高值分別為80 K和1541 cm-1）,但仍沒有達到可以應(yīng)用的條件。此外,調(diào)控稀土單分子磁體的性能以及探究不同類型單分子磁體的弛豫機理也是分子磁體研究的重要組成部分。在本論文中,一方面我們通過調(diào)控陰離子、pH值、反應(yīng)比例等方法合成了幾個不同體系的多組分稀土單分子磁體,這些單分子磁體中包含多步弛豫過程、手性等特征。另一方面,我們設(shè)計合成了三例具有五角雙錐過渡金屬中心的3d-4f單分子磁體,并對它們的結(jié)構(gòu)和磁性關(guān)系進行了深入的探討。主要研究成果如下:1.合成并表征了一系列陰離子調(diào)控的稀土單分子磁體,并研究了它們結(jié)構(gòu)和磁性。我們設(shè)計合成了一個多齒席夫堿配體L1,并利用該配體與不同陰離子(NO3-、Cl-、OT... 

【文章來源】：南京大學(xué)江蘇省211工程院校985工程院校教育部直屬院校

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【學(xué)位級別】：博士

【部分圖文】：

圖１．１磁性材料可大致分為：ａ順磁體，ｂ鐵磁體，ｃ反鐵磁體，ｄ亞鐵磁體［｜？??

?ｃ?ｄ??圖１．１磁性材料可大致分為：ａ順磁體，ｂ鐵磁體，ｃ反鐵磁體，ｄ亞鐵磁體［｜？??在大多數(shù)具有未成對電子的物質(zhì)中，單個磁矩都是隨機取向的。盡管這些材??料在磁場中能被吸引，但是吸引力往往很弱，這些材料具有順磁性（如圖１．１ａ）。??在某些物質(zhì)中，磁矩（自旋）間的相互作用使自旋在同一方向排列，這種物質(zhì)具??有鐵磁性（圖１．１ｂ）。相反，有些材料中的磁耦合使自旋以反平行的方式排列，??則可能形成反鐵磁體（圖１．１ｃ）或亞鐵磁體（圖ｌ．ｌｄ）。另外，按其隨外加磁場??的變化，反鐵磁體還可分別表現(xiàn)出自旋翻轉(zhuǎn)相和變磁相變等特征。不同的磁狀態(tài)??都具有獨特的磁場響應(yīng)（圖１．２）。??ｍ?／?ｙ??ｊ?Ｆｅｒｒｏｍａｇｎｅｔｉｃ?／＼??ｆ?Ｃｏｕｐｌｉｎｇ?／?ｊ?Ｍｅｔａｍａｇｎｅｔ??０?＇?Ｄｉａｍａｇｎｅｔ）Ｃ??Ｈ????圖１．２各種磁狀態(tài)的磁化強度曲線［１（）ｅ］??２??

１．３單分子磁體的基本概念??單分子磁體的概念源自于［Ｍｎｌ２０ｌ２（０２ＣＭｅ）ｌ６（Ｈ２０）４］＿２ＣＨ３Ｃ００Ｈ?４Ｈ２０的發(fā)??現(xiàn)，該化合物是首個被發(fā)現(xiàn)的單分子磁體［１２］。它的結(jié)構(gòu)如圖１．３所示，４個Ｍｎｌｖ??（５?＝?３／２）位于簇的中心，８個Ｍｎ１１１?（＜Ｓ＝?２）位于簇的外圍，簇合物整體表現(xiàn)為??Ｚ）２ｄ對稱性。１９９３年，Ｓｅｓｓｏｌｉ和Ｇａｔｔｅｓｃｈｉ等科研工作者發(fā)現(xiàn)該化合物在去除外??加磁場后，磁矩仍能在分子中保持，低溫下具有類似于超順磁體的磁弛豫行為。??隨后的研宄中又發(fā)現(xiàn)該化合物在３?Ｋ下可以觀察到具有臺階的磁滯回線［１３］。在此??之前，磁滯現(xiàn)象在離散的分子體系中是聞所未聞的現(xiàn)象，這一發(fā)現(xiàn)開辟了分子磁??學(xué)的薪新領(lǐng)域?單分子磁體（ｓｉｎｇｌｅ?ｍｏ丨ｅｃｕｌｅ?ｍａｇｎｅｔ，ＳＭＭ）。??４?—?ｉ?ｉ?ｒ?ｉ?ｉ?ｉ?ｉ?ｉ?ｉ?ｉ?ｉ?ｉ?ｉ?ｉ?ｉ?ｉ?ｉ??－３－２－１０１２３??Ｆｉｅｌｄ?（Ｔ）??圖１．３?（左）ＭｎｉｒＯＡｃ的結(jié)構(gòu)圖；（右）不同溫度下ＭｎｉｒＯＡｃ的臺階狀磁滯回線。橙色箭??頭、綠色箭頭、紅球和黑球分別代表Ｍｎｉｎ、Ｍｎ１１、氧原子和碳原子｜８＇１３１。箭頭的取向為Ｍｎ１１１??和Ｍｎ１１離子之間反鐵磁耦合，并產(chǎn)生的總基態(tài)自旋為１０??與磁性源至自身原子或分子之間的三維長程有序的傳統(tǒng)磁體不同，中－分子磁??體的磁性來源于內(nèi)部的單個分子

【參考文獻】：
期刊論文
[1]磁性材料行業(yè)現(xiàn)狀與發(fā)展前景分析[J]. 李亞峰.  新材料產(chǎn)業(yè). 2018(07)
[2]分子磁性材料及其研究進展[J]. 袁梅,王新益,張聞,高松.  大學(xué)化學(xué). 2012(04)



本文編號：3613286