Chem. Soc. Rev.综述论文: 高性能稀土基单分子磁体中的对称性策略

发布人:高级管理员 发布日期:2018-03-06

单分子磁体(Single-Molecule Magnets, SMMs)是一类无机-有机杂化分子基磁性材料,具有磁双稳态(自旋“朝上”/自旋“朝下”),被认为在量子计算、高密度储存、分子自旋电子器件等多个方面有着诱人的前景。由于单分子磁体只能通过自旋晶格弛豫或者磁量子隧穿效应实现自旋翻转,因此在磁阻塞温度以下其宏观磁矩可以维持较长的时间,提高有效能垒和磁阻塞温度的关键是如何增强轴向磁各向异性、减弱横向磁各向异性以及抑制零场磁量子隧穿效应。近年来,稀土基单分子磁体发展迅速,有效能垒和磁阻塞温度均为目前最高纪录,使其成为单分子磁体领域中最受瞩目的明星。

中山大学化学学院童明良教授团队率先从理论上出发并从实验上验证D5h局域对称性可以有效减弱横向磁各向异性以及抑制磁量子隧穿效应(Chem. Sci. 2013, 4, 3310),随后再进一步通过精准分子设计,创造了其时单分子磁体的有效能垒和磁滞回线开口温度的世界纪录(Angew. Chem. Int. Ed. 2014, 53, 12966; J. Am. Chem. Soc. 2016, 138, 5441; J. Am. Chem. Soc. 2016, 138, 2829),同时又发现D5h局域对称性的钬单离子磁体中的超精细相互作用可以有效抑制零场磁量子隧穿效应(Angew. Chem. Int. Ed. 2017, 56, 4996)。

结合上述研究及国内外其他成果,该课题组为高性能稀土基单分子磁体中的对称性策略(包括对称性策略的理论基础、高性能单分子磁体中的理论模拟和实验分析、相关实例讨论)以及未来的机遇与挑战作了全面论述,以“Symmetry Strategies for High Performance Lanthanide-Based Single-Molecule Magnets”为题在Chem. Soc. Rev.(DOI: 10.1039/C7CS00266A)上发表综述论文。论文作者为刘俊良副研究员、陈龑骢博士后研究员和童明良教授,童明良教授为通讯作者。

上述工作得到国家自然科学基金(重点国际合作项目、重大研究计划集成项目、面上项目和青年科学基金项目)、中央高校基本科研业务费专项资金以及博士后创新人才支持计划的支持。

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论文链接:http://pubs.rsc.org/en/Content/ArticleLanding/2018/CS/C7CS00266A