多功能稀土單分子磁體的研究進展

李 壯，田佳樂，陳佳銀，孫 琳，王 勇

(河南大學 化學化工學院, 河南 開封475004)

近年來，稀土Ln3+離子因其具有強自旋軌道耦合效應和磁各向異性成為構建單分子磁體(SMMs)的理想金屬位點[1-2]，材料學家已經構筑了一系列較高性能的單核Ln-SMMs[3-4]。單分子磁體具有類似于傳統塊狀磁體的磁性，它們的區別在于單分子磁體的磁性起源于分子水平[5]。SMMs在自旋電子學、量子計算和數據存儲領域中都有較為廣泛的應用[6]。而能夠在接近或高于液態氮的溫度下工作的SMMs已經被廣泛報道，這突破鞏固了單分子磁體在下一代磁性器件制備中的潛力[7]。其中Ln3+離子又是對晶體場效應極為敏感的元素，即它們對任何結構變化都很敏感，因此增加了使用SMMs作為分子開關的可能性[8]。

由于鑭系元素的光學性質會受到如溫度、濕度以及電場和磁場等環境因素的影響，因此可以將光作為操縱SMMs旋轉狀態的一種手段，同時利用所產生的光致發光變化來收集有關系統狀態的關鍵信息并監視其運行情況[9-10]。目前已經有很多關于鑭系元素單分子磁體的綜述報道，最新研究也發現了擁有較高能壘(1 815 K)的單核Dy化合物和已知最高阻塞溫度(80 K)的化合物，這些內容會在后面的部分提及。此外，將SMMs作為發光性質化合物的詳細分類也很少受到關注。因此，按照鑭系元素單分子磁體的性質類型進行分類，總結了關于多功能鑭系單分子磁體研究進展的相關報道，對SMMs作為自旋電子器件所面臨的挑戰和未來的發展方向進行了總結和討論，并展望了進一步開發高性能SMMs的方法。……