综合新闻 News
联系我们
  • 客服服务电话:021-64321087
  • 商业服务电话:13918059423
  • 技术服务电话:13918059423
  • 联系人:崔老师 
  • 服务邮箱:shxtb@163.com
  • 地址:上海市徐汇区桂林路100号8号楼107室

强磁耦合稀土单分子磁体与铋自由基

日期: 2023-04-27
浏览次数: 10

来源:x-mol


单分子磁体(Single-molecule magnet, SMM)是在分子水平上设计开发的一类具有磁双稳态的磁性分子。因其单个分子在一定温度(TB)下就能表现出类似传统磁体的磁学行为,在高密度信息存储中有着诱人的应用前景。然而,此类材料的磁体性质只有在低温下表现出来(TB低),严重制约了其向应用发展。鉴于重稀土化合物具有极大的磁矩和磁各向异性,稀土单分子磁体被认为是最有希望实现磁体性能突破的关键分子磁性材料。其中,强耦合多核稀土单分子磁体表现出优秀的磁学性能,已发展为一个前沿研究热点。考虑到稀土离子内4f轨道受到外电子层屏蔽,要实现稀土离子之间的强关联性具有极大的挑战性。陕西师范大学张鹏及合作者近期利用重主族元素及自由基在此方面取得了系列研究成果(J. Am. Chem. Soc., 2023, DOI: 10.1021/jacs.3c01058; Angew. Chem. Int. Ed., 2023, 62, e202218540; Chem, 2022, 8, 717-730)。

近日,张鹏及合作者密歇根州立大学Selvan Demir教授、曼彻斯特大学Nick Chilton教授等利用金属有机合成方法设计并合成了重主族Zintl离子Bi22-桥联的双核重稀土化合物1-RE (RE = Dy, Tb, Gd, Y);鉴于Bi22-桥的双键特征,通过单电子还原进一步获得了首例重主族自由基Bi23-桥联的稀土化合物2-RE。磁学性能表征揭示了在1-RE中Bi22-桥通过超交换作用有效促进了稀土离子之间强的反铁磁相互作用,对1-Gd直流磁化率数据拟合得到Gd离子间反铁磁相互作用强度超过1 cm-1,这在目前超交换耦合的稀土化合物体系中是最高的,但是反铁磁作用导致其基态磁矩为零,不利于单分子磁体行为的产生;而在2-RE中Bi23-自由基与稀土中心具有较强的反铁磁相互作用,从而导致了分子内亚铁磁基态的产生,基态磁矩显著增加,从而低温下2-Dy及2-Tb具有显著的单分子磁体行为。UV-vis-NIR光谱及DFT、CASSCF理论计算表明稀土离子与重主族Bi22-及Bi23-桥的π轨道之间存在重要的成键作用,从而有效促进了分子内的磁相互作用。

该工作为强磁耦合稀土单分子磁体的设计合成提供了一种重要的构筑策略,同时为稀土配位化学、自由基化学、重主族元素化学及磁化学的交叉融合提供了关键参考。

这一成果近期发表在Journal of the American Chemical Society 上,文章第一作者是张鹏,目前任陕西师范大学副教授;通讯作者是密歇根州立大学Selvan Demir教授、曼彻斯特大学Nick Chilton教授。



Hot News / 相关推荐
  • 2025 - 04 - 25
    点击次数: 16
    来源:厦门稀土材料研究中心在深空深海等极端环境下,核电池可替代传统化石能源、太阳能实现长时间电力供给。随着深空深海探测任务(火星探测、极地信标等国家重大需求)的不断深化,同位素热光伏电池(RTPV)成为有潜力实现千瓦级大功率输出的核电池首选。目前,美国、俄罗斯、日本等国家在RTPV系统开发上处于领先地位,而我国在该领域的开发尚处于起步阶段。在RTPV系统中,选择性发射体是决定能量转换效率的关键器件...
  • 2025 - 04 - 25
    点击次数: 17
    来源:化学与分子工程学院过渡金属通常具有亲电性,呈现正价态。负价过渡金属配合物较为罕见,需要电子受体配体的支撑才能相对稳定,如铁族金属羰基配合物阴离子[Ni(CO)3]2-,此时过渡金属的价态仅为形式负价。即便如此,含形式负价的过渡金属配合物通常难以在常温固相条件下稳定存在,因此缺少过渡金属负价态的明确光谱学证据(X射线吸收光谱),限制了对过渡金属特殊负价态和亲核性的认识。近日,北京大学施祖进联...
  • 2025 - 04 - 24
    点击次数: 37
    来源:清华大学出版社期刊中心选择性发射体是决定放射性同位素热光伏(RTPV)系统能量转换效率的关键部件之一。开发具有高选择性发射率、高光谱效率和优异高温稳定性的选择性发射体可以有效提高RTPV系统的能量转换效率和服役寿命。为了调节选择性发射率和光谱效率,制备了一系列与GaSb半导体匹配的Er(Ta1-xNbx)O4 (0≤x≤0.2)选择性发射体。所制备的Er(Ta1-xNbx)O4 (0≤x≤0...
  • 2025 - 04 - 24
    点击次数: 35
    来源:北京理工大学近日,北京理工大学吕红金课题组在多金属氧簇导向的银团簇合成方面取得重要进展。相关成果以“Wearing Gigantic Silver Armor on Transition-Metal-Containing Polyoxometalates: Formation of Supertetrahedral Intercluster Compounds”为题发表在国际知名化学期刊《A...
  • Copyright ©Copyright 2018  2020 上海市稀土协会 All Rights Reserved 沪ICP备2020034223号-1  沪公网安备 31010402010140号
    主办单位:上海市稀土协会 指导单位:上海市稀土材料开发应用办公室 承办单位:上海稀土产业促进中心 
    犀牛云提供企业云服务