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系列喹啉基单分子和一维磁性材料的研究进展

发布日期:2018-07-04    作者:     来源:     点击:

单分子磁体(SMM)是涉及合成化学、材料科学和凝聚态物理等边缘学科的一个新颖研究课题,在高密度信息存储和量子计算等领域具有广阔的应用前景。其中,高自旋的Co(II)基配合物因其空气稳定性以及大的磁各向异性而备受关注。然而,目前报道的大多是4-6配位的钴基单分子磁体,较高配位数的化合物还很少被发现,同时具有五角双锥结构(D5h)和SMM行为的Co基化合物更是稀少。

近期,皇家赌场ESR团队以8-甲氧基乙酸-2羧基喹啉为配体,采用水热法定向构筑出具有五角双锥结构的单核化合物和丰富磁性质的一维链状结构化合物。该喹啉衍生物为半刚性配体,并且喹啉环上的配位点之间的角度接近60°,由于受金属原子本身半径的影响,为形成五角双锥构型的配合物提供了极大可能。该团队分别选用五种不同的过渡金属盐,合成了两种不同结构的化合物:[M(L)(H2O)3]·H2O] (M = Mn (1), Co (2)), [Ni(L)(H2O)2] (3),以及{[M(L)](H2O)}n (M = Ni (4), Cu (5)。其中,L代表8-甲氧基乙酸-2羧基喹啉,1、23为单核结构,45为一维zig-zag链结构。通过AC磁化测量和HF-EPR的研究发现:2具有SMM行为和较大的磁各向异性,其零场分裂能(D值)约为+70.4 cm-1,是目前报道的具有五角双锥结构且同时具有SMM行为的Co基化合物中D值最大的配合物;45的磁性数据表明MII−MII之间存在弱的反铁磁交换作用(J值分别为−1.50和−3.55 K),而且4还是一种奇异的量子反铁磁体材料。

该项研究以Series of Single-Ion and 1D Chain Complexes Based on Quinolinic Derivative: Synthesis, Crystal Structures, HF-EPR, and Magnetic Properties为题发表在Inorg. Chem.57, 7757 (2018)。皇家赌场王振兴副教授和华中科技大学化学学院李宝副教授为通讯作者,中心研究生娄会丹为第一作者,中心博士生尹磊、欧阳钟文教授以及华中科技大学化学学院博士生张必泉参与了该项研究。


论文链接:https://pubs.acs.org/doi/10.1021/acs.inorgchem.8b00812