稀土離子4f電子云的形狀研究
單分子磁體是一類具有強(qiáng)易軸各向異性的分子納米磁體,可以在特定溫度以下表現(xiàn)出磁滯等類似磁體的行為,是一種超順磁態(tài)。分子中僅含有一個(gè)金屬離子的單分子磁體通常被稱為單離子磁體,近20年來(lái),人們通常可以使用各向異性很強(qiáng)的稀土離子來(lái)構(gòu)筑單離子磁體。稀土離子配合物往往具有較低的對(duì)稱性,因此很難從幾何結(jié)構(gòu)上確定稀土離子的磁各向異性軸和4f電子云的結(jié)構(gòu)。 北京大學(xué)化學(xué)與分子工程學(xué)院高松教授,王炳武副教授和蔣尚達(dá)副研究員等近些年設(shè)計(jì)合成了大量稀土單離子磁體,并發(fā)展了多種方法研究稀土離子的磁軸取向。2010年該課題組報(bào)道了基于雙酮配體的稀土鏑單離子磁體(Angew. Chem., Int. Ed., 2010, 49, 7448)。經(jīng)過(guò)系統(tǒng)研究,蔣尚達(dá)副研究員發(fā)現(xiàn)在某些特殊對(duì)稱性下,晶體和分子的磁各向異性軸嚴(yán)格重合,通過(guò)單晶轉(zhuǎn)動(dòng)實(shí)驗(yàn)確定晶體的磁化率張量,進(jìn)而求得晶體和分子的各向異性軸(Jiang SD., Wang BW., Gao S. (2014) Advances in Lanthanide Single-Ion Magnets. In: Gao S. (eds) Molecular Nanomagnets and Related Phenomena. Structure and Bonding, vol 164. Springer, Berlin, Heidelberg)。2015年,蔣尚達(dá)和高松教授通過(guò)該方法首次確定了雙酮類稀土單離子磁體的磁易軸取向,結(jié)果顯示實(shí)驗(yàn)結(jié)果與量子化學(xué)從頭算以及晶體場(chǎng)分析的結(jié)果非常接近,該工作發(fā)表在英國(guó)皇家化學(xué)會(huì)的旗艦雜志《化學(xué)科學(xué)》上(Chem. Sci., 2015, 6, 4587)。
北京大學(xué)
2021-04-11