磁多稳态过渡-稀土异金属配合物的合成及研究

Improving the performance of information-storage materials is critical for further development of information technology. Molecular-based magnets have received great attention since they use a single molecule as an elementary storage unit, which can immensely increase the information storage-density of memoric materials. Up to now, the most investigated molecular magnets are magnetic bistable complexes correlated to current binary systems. One of effective method to further improve the storage-density of memoric materials is exploring magnetic multistable complexes. However, the reported magnetic multistable compounds were transition-metal complexes with very limited examples and poor slow magnetic relaxation properties.. In this projects, we are going to synthesize and investigate magnetic multistabe d-f heteronuclear complexes. The magnetic multistabilities of d-f heteronuclear complexes can be achieved by carefully combining external stimuli-induced spin-transition of transition-metal ions and strong magnetic anisotropy of lanthanide ions. In order to obtain the target compounds, firstly we will design and synthesize bridge ligand and auxiliary ligand taking into account both the characteristics of transition ions and lanthanide ions, including ion radius of transition-metal ions and lanthanide ions, coordination surroundings of spin-transition units, and the feature of preferring to coordinate with oxygen atoms of the lanthanide ions. And then, a series of magnetic multistable d-f heteronuclear complexes will be prepared by step-by-step assembly method. Finally, the structures and mangetic properties of these magnetic multistable d-f heteronuclear complexes will be studied in detail. The structure-magnetism correlations will be clearly illustrated, which would guide the synthesis of other high-performance magnetic multistable compounds.

提高信息存储材料的存储密度是信息社会向前发展的关键技术。分子磁体以单个分子作为基本存储单元，可极大的提高信息存储密度而受到广泛关注。目前，以对应二元存储体系的双稳态分子磁体研究最为广泛。探索开发对应于多元存储体系的多稳态分子磁体是进一步提高信息存储密度的有效方法，而目前报道的磁多稳态化合物都是过渡金属配合物，不仅实例少，且慢磁豫性质较差。. 本项目拟组合过渡金属配位单元自旋态易受外部刺激调控和稀土离子强磁各项异性的特点，合成磁多稳态过渡-稀土异金属配合物。为获得目标化合物，本项目将统筹考虑过渡金属离子和稀土金属离子半径差异、自旋转变化合物配位环境特性和稀土金属离子倾向于和氧配位的特点，合理设计合成桥连配体及辅助配体。然后，通过逐步组装方法合成系列磁多稳态过渡-稀土异金属配合物。详细研究这类化合物的结构和磁性，揭示其性质与结构的关系，进而指导合成高性能磁多稳态化合物。

本项目旨在合成具有磁多稳态性能的过渡-稀土异金属配合物,为探索多元信心存储体系，提高信息存储材料的存储密度提供方法。为此根据项目预定目标和方法开展如下工作：1）依据过渡金属离子和稀土金属离子的特点合成了相应的有机配体及桥联配体。2）根据逐步组装法利用相应的配体与过渡金属离子或稀土金属离子反应得到过渡金属组装单元和稀土金属组装单元，并对它们的结构进行了详细研究。3）在结构分析基础上探索了它们的磁性等相关性能。4）最后尝试了利用桥联配体将过渡金属组装单元和稀土金属组装单元组装在一起,对获得化合物进行了结构和磁性研究。取得如下成果：.（1）在合成过渡金属组装单元中，发现了首个完全由π∙∙∙π相互作用连接而成的超分子笼，并根据它们结构特点探索了其通过氢键结合客体的情况以及通过各种分子间作用形成的二级超分子结构。.（2）基于草酸根和偶氮吡啶得到了两个含草酸桥联的CoII-梯子结构的化合物，对它们的结构和磁性进行了研究。这两个化合物表现出了少见的连续磁有序行为，对它们的结构和磁性关系进行了探讨。.（3）合成了一例由两个不同二维结构相互穿插形成的三维金属有机框架，对其结构和磁性进行了研究。该工作为合成异质互穿结构提供了新的方法。.（4）利用价态可变的CeIII离子与具有氧化还原活性的配体反应，得到了一个一维直线型CeIII配合物和一个具有正方形结构的四核CeIII配合物，对它们的结构、磁性和气体吸附等相关性能进行了研究。这两个化合物存在潜在的价变异构磁多稳态性能，为开发有价变异构磁多稳态稀土配合物奠定了良好的基础。.（5）利用具有氧化还原活性的配体与过渡金属离子和稀土金属离子反应，得到了一例MnIIICeIV过渡-稀土异金属配合物，对其结构和磁性进行了研究。此化合物中存在可变价态的过渡金属离子和稀土金属离子以及氧化还原活性配体，可能表现出磁多稳态性能，后续将通过调节金属离子及配体去实现这一目标。

内容获取失败，请点击重试