杜繼遠(yuǎn),姬儒雪,李 壯,孫 琳,李 杰
(河南大學(xué) 化學(xué)化工學(xué)院, 河南 開(kāi)封 475004)
單分子磁體(Single molecular magnets,SMMs)是在低溫且不存在外加電場(chǎng)的情況下保持其磁化強(qiáng)度的納米磁性分子[1]。在過(guò)去的 28年中,SMMs 引起了無(wú)機(jī)化學(xué)家和材料化學(xué)家的廣泛關(guān)注,這不僅是因?yàn)樗鼈兠匀硕腥さ姆肿咏Y(jié)構(gòu),還因?yàn)樗鼈冊(cè)诟呙芏刃畔⒋鎯?chǔ)、量子信息處理和分子自旋電子學(xué)方面的潛在應(yīng)用[2-4]。此外,單分子磁體還存在許多引人注意的物理現(xiàn)象,例如:磁化量子隧穿(QTM)、Berry-phase干擾、量子相干性等[5-6]。在宏觀系統(tǒng)中觀察到的這種量子力學(xué)行為,使單分子磁體成為宏觀經(jīng)典世界和微觀量子世界之間聯(lián)系的紐帶。在早期階段,單分子磁體研究集中于過(guò)渡金屬簇,而隨著具有優(yōu)異磁性能的[Pc2Tb][N(C4H9)4]的出現(xiàn),給單分子磁體的研究者提供了稀土元素新思路[7]。相比于過(guò)渡金屬元素,稀土元素是構(gòu)建具有高的有效能壘(Ueff)和阻塞溫度(TB)的單分子磁體的理想候選者,這主要?dú)w因于稀土元素具有顯著的磁各向異性,具有大的未淬滅軌道角動(dòng)量,弱晶體場(chǎng)分裂和強(qiáng)自旋軌道耦合[8-9]。
迄今為止,材料學(xué)家已經(jīng)報(bào)道一系列具有顯著單分子磁體行為的單核和多核的化合物[10]。Zheng等報(bào)道一例單核DyIII的化合物具有出色的單分子磁體行為其Ueff高達(dá)1 815 K[11]。值得注意,基于TbIII離子合成的單分子磁體研究較少[12],而Wang等通過(guò)選用含溴代吡啶取代基的亞硝基氮氧化物作為配體合成一例新型的TbIII單分子磁體表現(xiàn)出零場(chǎng)單分子磁體行為[13]。因此,通過(guò)選擇合適配體構(gòu)筑TbIII-SMMs并研究其結(jié)構(gòu)與磁行為,對(duì)于合成高性能Ln-SMMs具有指導(dǎo)意義?!?br>