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前沿院郑彦臻课题组设计并制备出高能垒单分子磁体
来源:交大新闻网 日期 2016-11-23 15:12 点击:

一个小小的分子竟然能存储一个比特?这不是天方夜谭吗?其实,只要有合适的磁性元素以及特定的配位环境,单分子磁体作为高密度信息存储完全有可能。

为了实现这一设想,前沿院博士生丁友松在郑彦臻教授的指导下,选取稀土元素Dy为自旋载体,通过调整其配位环境,包括配位构型、配体场的强弱等,设计合成出了一例高性能的单分子磁体,将这一领域原有的能垒记录翻了一倍。该化合物的高性能化得益于金属中心Dy(III)拥有近乎完美的D5h对称性,轴向上选用了叔丁醇作为配体,平面上配位了五个吡啶分子稳定结构,这样一种强的轴向配位结合弱的平面配位,极大地增强了Dy(III)的轴向磁各向异性。其阻塞磁矩翻转的能垒高达1815 K,远远超过之前的记录(1025 K),同时阻塞温度也达到了14 K。值得一提的是该化合物的出现,是单分子磁体慢磁弛豫行为的可观测温度首次提到了液氮温度(77 K)区间。英国曼彻斯特大学Winpenny教授课题组的Chilton博士利用CASSCF-SO计算,从理论上进行了分析验证,与实验结果非常吻合。该工作将单分子磁体的慢弛豫性能推向了液氮温度以上,初步实现了高温单分子磁体的理性设计与调控,为单分子磁体的潜在应用打下了基础。

前沿院博士生丁友松以第一作者身份发表了题为“On Approaching the Limit of Molecular Magnetic Anisotropy: A Near-Perfect Pentagonal Bipyramidal DyIIISingle-Molecule Magnet”的论文。

相关论文发表在国际著名期刊《德国应用化学》(Angewandte Chemie International Edition)(影响因子11.709)上。前沿院为该论文的第一完成单位。合作方Winpenny教授是2015年受聘于西安交通大学的客座教授。

相关链接:http://onlinelibrary.wiley.com/doi/10.1002/anie.201609685/full

郑彦臻课题组:http://gr.xjtu.edu.cn/web/zheng.yanzhen/home

文字:前沿院 郝 明
编辑:力 行

 
 
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