

物理化学进展|镍–稀土单分子磁体的研究进展

汉斯出版社

2024-10-15

导读：关注汉斯出版社公众号联系小编即可投稿，还可获取最新论文模板！

导读：

镍(II)离子具有3d8的电子构型。在八面体场中，它们倾向于采用高自旋，表现为顺磁性，而在正方形平面场中，它们通常采用低自旋，表现为抗磁性。镍(II)可以与具有f7-f11电子构型的镧系离子进行铁磁耦合，如镝(III)。镍(II)离子内的二阶轨道角动量可以提供大量的零场分裂参数，这意味着可能存在显著的磁各向异性。因此，本文通过对近年来典型的镍–稀土单分子磁体进行综述，以期为3d-4f单分子磁体的发展奠定一定的基础。

基本信息：

镍–稀土单分子磁体的研究进展

Research Progress in Ni-Ln SMMs Single Molecule Magnets

作者：

李晴燕, 李佳, 刘雨, 胡翔宇, 崔会会, 朱金丽, 王金：南通大学化学化工学院，江苏南通；丁欣宇*：南通大学化学化工学院，江苏南通；南通智能与新能源材料重点实验室，江苏南通

关键词:

镍–稀土单分子磁体；结构；磁性

项目基金：

江苏省研究生科研与实践创新计划项目(KYCX24_3546、SJCX24_1995、SJCX24_1992)资助

南通大学大型仪器开放基金资助(KFJN2471、KFJN2437)

原文链接：

https://doi.org/10.12677/japc.2024.133055

内容简介：

在汉斯出版社《物理化学进展》期刊上，有论文按照镍–稀土单分子磁体的性质类型进行综述，总结了关于镍–稀土单分子磁体研究进展的相关报道，以期望能开发高性能的SMMs。

目前，已报道的镍–稀土单分子磁体如表1所示，本论文仅选其中一些例子进行描述，并根据其核数进行分类，以研究其结构与磁性行为之间的关系。

交流磁化率研究表明，1在零场下也表现出SMM行为，有效能势垒为105(1) K (如图1)。

利用Arrhenius定律拟合数据，确定低温有效势垒为12.24 K，高温有效有效势垒为55.19 K (图2)，高低温的有效势垒相差不大。

{Dy2}二聚体通过三对羧酸基进一步连接到两个具有八面体配位环境的NiⅡ离子上，形成一个线性核心。交流磁化率测量显示，配合物3和4在零场有明显的峰，表明存在SMM的行为。将数据拟合到一个公式中，得到3和4的有效能垒分别为57.06 K和37.04 K。

在配合物6中，两个NiⅡ离子占据了与蝴蝶身体相对应的位置，而两个DyⅢ离子则位于翅膀的位置。两个对称的H2L2配体采用μ3:η1:η2:η1:η2配位模式，连接外围的DyⅢ和NiⅡ离子。另外两个H2L2配体采用μ3:η0:η1:η1:η3配位模式，连接两个Ni2Dy三角形。配合物6和8表现出较强的频率依赖性的同相和异相信号，6和8的有效能势垒分别为18.5 K和21.3 K。通过施加4 kOe的外磁场，8有效抑制了QTM效应的存在，使有效能垒增加到28.5 K (图5)。

结论

NiⅡ在一般配位场下具有由较大的零场分裂导致的高的磁各向异性，其分子配位结构简单，这些特点引起了人们的兴趣，并提出了进一步的综合努力应该关注的方向。通过研究总结Ni-Ln单分子磁体的最新研究进展，我们发现影响SMM性能的几个重要因素，如LnⅢ离子的各向异性、Ni与Ln间耦合相互作用力、Ni离子周围配位环境及电荷分布等等，为我们后续继续研究Ni-Ln单分子磁体提供了指导方向。

1.齐星原, 王金. 稀土单分子磁体的研究进展[J]. 物理化学进展, 2021, 10(3): 77-90. https://doi.org/10.12677/JAPC.2021.103008

2.郑祺, 王金. 稀土–钴单分子磁体的研究进展[J]. 物理化学进展, 2023, 12(3): 187-204. https://doi.org/10.12677/JAPC.2023.123021

3.郑祺, 张腾坤, 王窦尊, 徐航, 李嘉欣, 崔会会, 孙广平, 王金. 铜–稀土单分子磁体的研究进展[J]. 物理化学进展, 2024, 13(3): 427-446.

https://doi.org/10.12677/japc.2024.133048

4.李嘉欣, 解梦婷, 韦艺, 梁皓然, 崔会会, 郑祺, 朱金丽. 钴–稀土单分子磁体的研究进展[J]. 物理化学进展, 2024, 13(3): 467-481.

https://doi.org/10.12677/japc.2024.133051

5.黄玲, 鞠剑峰. 稀土单离子磁体的研究进展[J]. 物理化学进展, 2022, 11(4): 196-208. https://doi.org/10.12677/JAPC.2022.114022

所属期刊

-Journal of Advances in Physical Chemistry-

《物理化学进展》是一本开放获取、关注物理化学领域最新进展的国际中文期刊，主要刊登化学学科物理化学领域具有原创性实验和基础理论研究的学术论文、成果报道及评述。本刊支持思想创新、学术创新，倡导科学，繁荣学术，集学术性、思想性为一体，旨在给世界范围内的科学家、学者、科研人员提供一个传播、分享和讨论该领域内不同方向问题与发展的交流平台。