多核过渡-稀土混合金属单分子磁体簇合物的研究进展
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一个非心单核单分子配合物的磁性与铁电性能的研究赵芳华,车云霞,郑吉民5(南开大学化学学院,天津 300071) 摘要:本文通过利用室温挥发法成功合成了一个非心配单核单分子配合物 [Cu(5-ATZ)4Cl 2] (1) (5-ATZ = 5-氨基四唑)。
单晶 X-射线衍射分析表明该配合物结晶于四方晶系,非心空 间群 P4nc,晶胞参数 a = b = 9.5134(10), c = 8.8507 (19) Å, α=β=γ= 90°, V =801.0(2)Å3。
磁性研究表明该配合物 1 具有弱铁磁行为,并在低温下呈现磁弛豫现象。
另 10外该配合物在室温下还具有铁电特征,其剩余极化强度 Pr = 0.015 μC/cm 2,矫顽场 Ec = 5.7 kV/cm 。
关键词:无机化学;单核单分子;非心配合物;磁性;铁电 中图分类号:061415An Acentric Mononuclear Molecular Complex with UnusualMagnetic and Ferroelectric PropertiesZHAO Fanghua, CHE Yunxia, ZHENG Jimin(Department of chemistry, Nankai University, TianJin 300071)Abstract: An acentric mononuclear complex Cu(5-ATZ)4Cl 2, 1, where 5-ATZ is the monodentate 205-amino-1-H-tetrazole ligand, has been prepared by slow evaporation at room temperature. X-ray single-crystal diffraction analysis reveals that complex 1 crystallizes in the tetragonal system, acentric space group P4nc with a = b = 9.5134(10), c = 8.8507 (19) Å, α = β = γ = 90°, V = 801.0(2) Å3. Magnetic studies indicate that 1 is a paramagnetic copper(II) complex that exhibits weak ferromagnetic exchange interactions with magnetic relaxation at low temperature. And 1 25exhibits ferroelectric hysteresis loops at room temperature with remanent polarizations of 0.015 μC/cm2 and coercive electric field of 5.7 kV/cm, respectively.Keywords: Inorganic Chemistry; Mononuclear molecule; Acentric complex; Magnetism; Ferroelectricity300 引言近年来,铁电材料由于其在信息存储、非线性光学方面的潜在应用价值而成为研究热点 [1-2]。
自由基阴离子配体与配合物的研究进展毛国梁;徐雁男;甄艳;宋闯【摘要】自由基阴离子配体是一种具有特殊电子结构的配体,与其它配合物相比,含有自由基的配合物在有机磁性材料和过渡金属催化反应中体现了其独有的性质和应用可能性.自由基阴离子根据其结构可划分为5种类型,即亚胺半醌自由基、亚胺醌自由基,氮氧自由基,杂环自由基以及其它类型自由基.介绍了这些自由基的结构特点和其配合物的性能,并对其最新研究进展进行了综述.【期刊名称】《化工科技》【年(卷),期】2016(024)002【总页数】7页(P57-63)【关键词】自由基;阴离子配体;金属配合物【作者】毛国梁;徐雁男;甄艳;宋闯【作者单位】东北石油大学化学化工学院石油与天然气化工省重点实验室,黑龙江大庆163318;东北石油大学化学化工学院石油与天然气化工省重点实验室,黑龙江大庆163318;东北石油大学化学化工学院石油与天然气化工省重点实验室,黑龙江大庆163318;东北石油大学化学化工学院石油与天然气化工省重点实验室,黑龙江大庆163318【正文语种】中文【中图分类】O641.41900年,Gomberg首次发现三苯甲基自由基并研究了其化学性质[1]。
三苯甲基自由基具有一个非常活泼的未成对电子,可以形成二聚体,也可以与碘在有氧气存在的条件下发生反应。
自此,科学家又陆续发现了很多自由基及其配合物。
大多数自由基是不稳定的,具有可发生氧化还原或二聚反应的倾向,因此,测定其结构变得异常困难[2]。
自由基的未成对电子具有永久磁矩,它与自由基配体及金属中心配位的自旋磁耦合作用导致配合物的磁特性。
自由基配体的结构和金属中心的差异会影响配合物的磁特性[3]。
由于配体和配合物结构中的未成对电子具有极强的氧化还原活性,所以它们可以作为合成不同有机物的有机合成的中间体[4]。
通过自由基阴离子与过渡金属合成的多维立体结构配合物,具有特殊的空间位阻和电子效应,特别是与共轭平面旋转配合形成的配合物,它可用于有机磁性材料、过渡金属催化剂及生物学等相关领域。
锰钠混合金属双聚体簇合物的合成、晶体结构与磁性乐琳;王会生【期刊名称】《武汉工程大学学报》【年(卷),期】2015(037)009【摘要】由于在信息存储、量子计算等方面存在潜在的应用,单分子磁体受到越来越多的国内外化学家、物理学家和材料学家的极大关注. 使用多齿螯合配体设计更高能垒的单分子磁体化合物是目前该领域研究的关键,本文使用两个多齿螯合配体2,2-二吡啶酮和三羟甲基乙烷与醋酸锰在乙腈溶液里反应,然后结晶、过滤,最终得到一个锰钠混合金属双聚体配合物,并对该化合物进行单晶结构、红外、磁性等表征. 单晶结构分析表明,该化合物属于单斜晶系P2∕c空间群,六个中心锰原子和四个钠离子形成一个单体,其中六个锰原子形成一个正八面体,四个钠离子连接在正八面体交替的四个面上,两个单体又通过两个氧原子桥连起来. 磁性研究表明,该化合物中锰原子之间为反铁磁性耦合.【总页数】5页(P24-28)【作者】乐琳;王会生【作者单位】武汉工程大学化学与环境工程学院,湖北武汉430074;武汉工程大学化学与环境工程学院,湖北武汉430074【正文语种】中文【中图分类】O614.7+1【相关文献】1.三氟乙氧基铒、钠杂金属簇合物的合成及晶体结构 [J], 盛鸿婷;张勇;沈琪2.混合价六核锰簇合物的合成、表征与磁性研究 [J], 要红昌;王宁;李淼淼;李中军3.一个含苯甲酸配体的Mn-Ce混合金属簇合物的合成、晶体结构与磁性研究 [J], 王会生;潘志权4.篮子型有机膦酸锰簇合物:合成、晶体结构与磁性质研究 [J], 汪鹏飞;汪新;伍光辉;吴小说;吴秋艳5.双μ_3-O四核过渡金属簇合物的研究——Ⅰ.[M_2M′_2O_2(C_2H_5COO)_7(bipy)_2]·ClO_4(M=Fe;M′=Fe或Cr)簇合物的合成和晶体结构 [J], 余秀芳;蒋亚琪因版权原因,仅展示原文概要,查看原文内容请购买。
稀土单分子磁体磁各向异性的理论研究
随着近几年来稀土单分子磁体(Rare Earth Single Molecule Magnets,简称RESM)研究热潮的升温,稀土单分子磁体的磁各向异性被越来越多的学者所关注,引起了众人的关注。
因此,磁各向异性的理论研究成为未来稀土单分子磁体的发展一个重要的研究方向。
一、磁各向异性的概念
磁各向异性(magnetic anisotropy),即材料磁性特性随向量旋转方向变化,将其
折射成一种特殊的方向性。
也就是说,材料磁性能力只有在特定的方向上才有强烈的表现力,这就是磁各向异性的作用。
二、磁各向异性的研究目的
研究磁各向异性的目的是为了更加深入的了解磁性材料的性能,并且为磁性材料的微米尺度制造、存储磁记忆等提供研究基础。
三、稀土单分子磁体的磁各向异性
(1)稀土六配位单分子磁体(R6SMs)。
R6SMs试图通过调节其稀土核心结构,来改善其磁各向异性,以增强其磁力及稳定性。
四、磁各向异性的理论研究
(1)基于简单多电子结构的理论模型。
该研究方法借助简单多电子结构对稀土核
心结构进行描述建模,通过调制其结构参数来调控它们的磁各向异性,并加以分析。
总之,就稀土单分子磁体的发展而言,磁各向异性的理论研究就显得极为重要,只有通过深入的理论研究,才能够更好地推动稀土单分子磁体的发展。
综述第37卷第2期2021年2月Vol.37No.2193⁃205无机化学学报CHINESE JOURNAL OF INORGANIC CHEMISTRY收稿日期:2020⁃07⁃10。
收修改稿日期:2020⁃12⁃03。
国家自然科学基金(No.21776140)资助。
*通信联系人。
E⁃mail :****************.cn ,****************.cn ,**************.cn高配位3d 过渡金属单离子磁体磁各向异性研究崔会会1孙同明1王淼*,1陈磊*,2汤艳峰*,1(1南通大学化学化工学院,南通226019)(2江苏科技大学环境与化学工程学院,镇江212003)摘要:单离子磁体(SIMs)因其磁性双稳态和慢弛豫机制而在高密度信息存储、量子计算和分子自旋电子学等方面具有潜在的应用价值。
其中3d 过渡金属单离子磁体(3d ⁃SIMs)磁构关系较为简单且易于分析,因此得到了众多研究者的关注。
目前文献上报道的大多数3d ⁃SIMs 通常具有较低的配位数,而对于高配位(七配位和八配位)的3d ⁃SIMs 缺少深入而系统的研究。
我们结合近年来的研究成果,从磁各向异性的基本性质、实验表征和理论计算3个方面出发,对高配位3d 过渡金属单离子磁体的配位环境、磁各向异性和慢磁弛豫行为进行了综述,分析了配位构型和配位原子等配位环境对高配位3d 过渡金属单离子磁体磁各向异性的影响,为高配位3d 过渡金属单分子磁体的设计与调控提供思路。
关键词:3d 过渡金属离子;单离子磁体;磁各向异性;高配位中图分类号:O646.8;O641.4文献标识码:A文章编号:1001⁃4861(2021)02⁃0193⁃13DOI :10.11862/CJIC.2021.044Magnetic Anisotropy of High⁃Coordinated 3d Transition⁃Metal Single⁃Ion MagnetsCUI Hui⁃Hui 1SUN Tong⁃Ming 1WANG Miao *,1CHEN Lei *,2TANG Yan⁃Feng *,1(1School of Chemistry and Chemical Engineering,Nantong University,Nantong,Jiangsu 226019,China )(2School of Environmental and Chemical Engineering,Jiangsu University of Science and Technology,Zhenjiang,Jiangsu 212003,China )Abstract:For its magnetic bistability and slow relaxation process,single⁃ion magnets (SIMs)have unique potential applications in high ⁃density information storage,quantum computation and molecular spintronics.3d transition⁃metal⁃based single ion magnets (3d ⁃SIMs)have attracted intensive interest because of their simple structure,easily exploring the magneto⁃structural relationship.Up to now,most of the 3d ⁃SIMs reported in the literature usually havelow coordination numbers,while knowledge on the high⁃coordinated (seven⁃and eight⁃coordinated)3d ⁃SIMs is stillquite limited,especially for its efficient design and controllable manipulation.This project investigates the single⁃ion magnetic anisotropy from three aspects,including basic properties,experimental characterization and theoreticalcalculation.Based on the research results in recent years,we summarize the coordination environment,magnetic an⁃isotropy and slow magnetic relaxation behavior of the high⁃coordinated 3d ⁃SIMs,and analyze the influence of the co⁃ordination environment,including coordination geometry and coordinated atoms,on the magnetic anisotropy of high⁃coordinated 3d ⁃SIMs.This work will provide new routes in designing new high⁃coordinated 3d ⁃SIMs with excellentproperties.Keywords:3d transition metal ion;single⁃ion magnet;magnetic anisotropy;high⁃coordinate无机化学学报第37卷0引言由于器件加工技术的限制,传统磁性材料[1]在高密度信息存储和器件微型化方面越来越趋近于极限。
Kramers离子Dy(Ⅲ)、Er(Ⅲ)和Co(Ⅱ)基单离子磁体的构筑及磁构关系研究单离子磁体作为一种单分子磁体,在分子自旋电子学、量子力学、高密度信息存储材料等领域有着广泛的应用前景。
自2003年Ishikawa等人报道了首例基于镧系金属的单离子磁体以来,单离子磁体因为其结构简单易于调控以及翻转能垒高等特点而成为近年研究的热点。
由于稀土金属离子具有未淬灭的轨道角动量,所以单核的稀土金属配合物具有非常大的磁各向异性,从而产生慢磁弛豫行为。
近年来,稀土基单离子磁体取得了巨大的进展,翻转能垒达到1837 K,阻塞温度高达60 K。
过渡金属离子同样具有轨道角动量,因而也吸引了众多研究者的关注。
2010年Long课题组报道了第一例高自旋Fe(Ⅱ)基单离子磁体,这也是首例过渡金属基单离子磁体。
随后,关于过渡金属基单离子磁体的研究迅猛发展。
在众多的过渡金属中,由于二价钴离子易于形成旋轨耦合,从而产生较强的磁各向异性,因此钴基单离子磁体被报道最多。
本论文重点研究了克拉默离子Dy(Ⅲ)、Er(Ⅲ)和Co(Ⅱ)基单离子磁体的合成及其磁构关系,主要包括以下三部分的内容:一、具有相同十配位构型的发光镝(Ⅲ)和铒(Ⅲ)基单离子磁体利用5个NO<sub>3</sub><sup>-</sup>提供的10个O原子和Dy(Ⅲ)、Er(Ⅲ)合成了两个单核LnO<sub>10</sub>的配合物:(nBu<sub>4</sub>N)<sub>2</sub>[Dy (NO<sub>3</sub>)<sub>5</sub>](1)和(nBu<sub>4</sub>N)<sub>2</sub>[Er (NO<sub>3</sub>)<sub>5</sub>](2),通过单晶衍射仪测试了其结构,研究了这两个配合物的荧光性质和磁性。
第42卷 第5期Vol.42 No.5昭通学院学报Journal of Zhaotong University 2020年10月Oct.2020●化学研究分子基磁性功能材料研究进展(昭通学院 化学化工学院,云南 昭通 657000)摘 要:分子基磁性功能材料不仅具有丰富多彩的结构,而且还具有单链磁体、单分子磁体、单离子磁体和磁致冷等特性,引起研究者的广泛关注,成为当前的研究热点。
综述了近年来分子基磁性功能材料在单链磁体、单分子磁体、单离子磁体和磁致冷等领域的应用研究进展。
并对分子基磁性功能材料的应用前景进行了总结和展望。
关键词:单链磁体;单分子磁体;单离子磁体;磁致冷中图分类号:TM271 文献标志码:A 文章编号:2095-7408(2020)05-0011-06李启彭收稿日期:2020-07-21作者简介:李启彭(1987— ),男,云南会泽人,副教授,博士,主要从事配位聚(簇)合物材料的制备及其应用研究。
分子基磁性材料作为一种新型功能材料,涉及化学、物理和材料等交叉学科领域[1-3]。
通过在分子水平上设计和制备分子基磁性材料,可以赋予其丰富多彩的结构和有趣的光、电、磁和催化等性质[3-5]。
分子基磁性材料在高密度信息存储、超低温磁制冷以及量子计算等领域具有潜在的应用前景[6-9]。
分子基磁性材料的研究主要集中在设计和制备单分子磁体、单链磁体、单离子磁体和磁致冷等方面[6-9]。
本文详细地综述了近年来分子基磁性功能材料在单链磁体、单分子磁体、单离子磁体和磁致冷等领域的应用研究进展,并对分子基磁性功能材料的应用前景进行了总结和展望。
1 单链磁体1963年,Glauber 等[10]采用统计学的方法,研究了单轴各向异性的伊辛模型,并预言一维的伊辛模型,在低温下会出现慢弛豫现象,弛豫时间满足阿伦尼乌斯公式。
2001年,Gatteschi 等[10-11]制备了一维链状钴基化合物,实验上对Glauber 提出的理论进行了论证。