單分子磁體

Single-MoleculeMagnets(SMMs)冷際東廣州大學(xué)化學(xué)化工學(xué)院2023/10/71單分子磁體

Single-MoleculeMagnets什么是SMMsSMMs的特點(diǎn)和性質(zhì)SMMs的發(fā)展歷史SMMs未來(lái)的發(fā)展方向2023/10/72什么是SMMs2023/7/262什么是SMMs分子基磁性材料top-downbottom-upCPU（左）與硬盤（右）分子基磁體Fe8（左）與Tb2（右）>10nm<3nm2023/10/73什么是SMMs分子基磁性材料top-downbottom-u分子基磁性材料有機(jī)自由基化合物有機(jī)自由基-金屬配合物金屬配位化合物單分子磁體single-moleculemagnets分子基磁制冷劑molecularmagneticcoolers什么是SMMs分子基磁性材料2023/10/74分子基磁性材料有機(jī)自由基化合物有機(jī)自由基-金屬配合物金屬配位什么是SMMs

由分立的分子構(gòu)成1[1]R.Sessoli,D.Gatteschi,etal.,J.Am.Chem.Soc.1993,115,1804-1816.[2]R.Sessoli,D.Gatteschi,etal.,Nature1993,365,141-143.在低溫下出現(xiàn)慢的磁弛豫行為2單分子磁體的特征大的分子基態(tài)自旋S1負(fù)的(單軸的)磁各向異性D

值2單分子磁體的必要條件Mn12OAc分子的簇核結(jié)構(gòu)和自旋排列方向S=10,D=-0.70K,U=S2|D|=70K,Ueff≈61K第一例SMMMn122023/10/75什么是SMMs由分立的分子構(gòu)成1[1]R.Sesso單分子磁體的自旋翻轉(zhuǎn)能壘（a）和磁量子隧穿弛豫（b）示意圖[3]Mn12OAc的單晶在不同溫度下沿易磁化軸方向的磁滯回線[4][3]D.Gatteschi,R.Sessoli,Angew.Chem.Int.Ed.2003,42,268-297.[4]R.Sessoli,D.Gatteschi,etal.,Nature1996,383,145-147.

高密度信息存儲(chǔ)量子計(jì)算2.SMMs的特點(diǎn)和性質(zhì)第一例SMMMn122023/10/76單分子磁體的自旋翻轉(zhuǎn)能壘（a）和磁量子隧穿弛豫（b）示意圖[2.SMMs的特點(diǎn)和性質(zhì)2023/10/772.SMMs的特點(diǎn)和性質(zhì)2023/7/2672.SMMs的特點(diǎn)和性質(zhì)1K=0.695039cm-12023/10/782.SMMs的特點(diǎn)和性質(zhì)1K=0.695039cm2.SMMs的特點(diǎn)和性質(zhì)2023/10/792.SMMs的特點(diǎn)和性質(zhì)2023/7/2692.SMMs的特點(diǎn)和性質(zhì)2023/10/7102.SMMs的特點(diǎn)和性質(zhì)2023/7/26102.SMMs的特點(diǎn)和性質(zhì)2023/10/7112.SMMs的特點(diǎn)和性質(zhì)2023/7/26112.SMMs的特點(diǎn)和性質(zhì)2023/10/7122.SMMs的特點(diǎn)和性質(zhì)2023/7/26123.SMMs的發(fā)展歷史2023/10/7133.SMMs的發(fā)展歷史2023/7/26133.SMMs的發(fā)展歷史U=S2|D|S=83/2，D=0.004cm-1

Mn19A.M.Ako,A.K.Powell,etal.,Angew.Chem.Int.Ed.,2006,45,4926-4929.2023/10/7143.SMMs的發(fā)展歷史U=S2|D|S=83/2，3.SMMs的發(fā)展歷史S=6,Ueff=18K{Mn84}2023/10/7153.SMMs的發(fā)展歷史S=6,Ueff=18K3.SMMs的發(fā)展歷史S=45D≈0{Fe42}S.Kang,C.DuanandO.Sato,etal.,Nat.Commun.,2015,6,5955.2023/10/7163.SMMs的發(fā)展歷史S=45{Fe42}S.Kan3.SMMs的發(fā)展歷史[MnIII6O2(Et-sao)6(O2CPh(Me)2)2(EtOH)6]S=12,D=-0.43cm-1,Ueff=86.4K2023/10/7173.SMMs的發(fā)展歷史[MnIII6O2(Et-sao)63.SMMs的發(fā)展歷史3d-4f2023/10/7183.SMMs的發(fā)展歷史3d-4f2023/7/26183.SMMs的發(fā)展歷史Ueff1=11.0cm-1,t1=

7.7x10-4s,

Ueff2=

82.1cm-1,t2=6.2x10-7s2023/10/7193.SMMs的發(fā)展歷史Ueff1=11.0cm-13.SMMs的發(fā)展歷史{Cr2Dy2}Ueff(Cr2Dy2)=77KUeff(Co2Dy2)=79K2023/10/7203.SMMs的發(fā)展歷史{Cr2Dy2}Ueff(Cr2D3.SMMs的發(fā)展歷史ScientificReports,2015,5,16621Ueff(1?3H2O)=422KUeff(1)=600K2023/10/7213.SMMs的發(fā)展歷史ScientificReports3.SMMs的發(fā)展歷史2023/10/7223.SMMs的發(fā)展歷史2023/7/26223.SMMs的發(fā)展歷史Angew.Chem.Int.Ed.,2016,55,9375-93792023/10/7233.SMMs的發(fā)展歷史Angew.Chem.Int.3.SMMs的發(fā)展歷史{Cu36Ln24}2023/10/7243.SMMs的發(fā)展歷史{Cu36Ln24}2023/7/23.SMMs的發(fā)展歷史Ueff1=56KUeff2=71K2023/10/7253.SMMs的發(fā)展歷史Ueff1=56K2023/73.SMMs的發(fā)展歷史2023/10/7263.SMMs的發(fā)展歷史2023/7/26263.SMMs的發(fā)展歷史2023/10/7273.SMMs的發(fā)展歷史2023/7/26273.SMMs的發(fā)展歷史Ueff1=150K,Ueff2=198K2023/10/7283.SMMs的發(fā)展歷史Ueff1=150K,Uef3.SMMs的發(fā)展歷史Ueff=76K2023/10/7293.SMMs的發(fā)展歷史Ueff=76K2023/7/3.SMMs的發(fā)展歷史2023/10/7303.SMMs的發(fā)展歷史2023/7/26303.SMMs的發(fā)展歷史TB=14KUeff=227cm-1J.D.Rinehart,J.R.Long,etal.,

Nat.Chem.2011,3,538-542.2023/10/7313.SMMs的發(fā)展歷史TB=14KUeff=223.SMMs的發(fā)展歷史J.Am.Chem.Soc.,2012,134(45),pp18546–185492023/10/7323.SMMs的發(fā)展歷史J.Am.Chem.Soc.,3.SMMs的發(fā)展歷史2023/10/7333.SMMs的發(fā)展歷史2023/7/26333.SMMs的發(fā)展歷史2023/10/7343.SMMs的發(fā)展歷史2023/7/26343.SMMs的發(fā)展歷史Ueff=37.83KUeff=39.35KUeff=39.79K2023/10/7353.SMMs的發(fā)展歷史Ueff=37.83KUeff3.SMMs的發(fā)展歷史Ueff1=9.7KUeff2

=170K2023/10/7363.SMMs的發(fā)展歷史Ueff1=9.7K2023/3.SMMs的發(fā)展歷史Ueff1=19.7KUeff2

=173K2023/10/7373.SMMs的發(fā)展歷史Ueff1=19.7K20233.SMMs的發(fā)展歷史2023/10/7383.SMMs的發(fā)展歷史2023/7/26383.SMMs的發(fā)展歷史Ueff(Tb)=331K2023/10/7393.SMMs的發(fā)展歷史Ueff(Tb)=331K23.SMMs的發(fā)展歷史[Pc2Tb]-2023/10/7403.SMMs的發(fā)展歷史[Pc2Tb]-2023/7/2643.SMMs的發(fā)展歷史Ueff

=55.2K2023/10/7413.SMMs的發(fā)展歷史Ueff=55.2K2023/3.SMMs的發(fā)展歷史2023/10/7423.SMMs的發(fā)展歷史2023/7/26423.SMMs的發(fā)展歷史Ueff(Er)=39KUeff

(Yb)=29KAngew.Chem.Int.Ed.52,350-354Na[LnDOTA(H2O)]·4H2O2023/10/7433.SMMs的發(fā)展歷史Ueff(Er)=39KAn3.SMMs的發(fā)展歷史2023/10/7443.SMMs的發(fā)展歷史2023/7/26443.SMMs的發(fā)展歷史Ueff1=181cm-12023/10/7453.SMMs的發(fā)展歷史Ueff1=181cm-1203.SMMs的發(fā)展歷史[Fe(C(SiMe3)3)2]2-Ueff=325KJ.M.Zadrozny,J.R.Long,etal.,Nat.Chem.2013,5,577-5812023/10/7463.SMMs的發(fā)展歷史[Fe(C(SiMe3)3)2]2-3.SMMs的發(fā)展歷史J.Am.Chem.Soc.,2014,13612213–122162023/10/7473.SMMs的發(fā)展歷史J.Am.Chem.Soc.,3.SMMs的發(fā)展歷史2023/10/7483.SMMs的發(fā)展歷史2023/7/26483.SMMs的發(fā)展歷史2023/10/7493.SMMs的發(fā)展歷史2023/7/26493.SMMs的發(fā)展歷史2023/10/7503.SMMs的發(fā)展歷史2023/7/26503.SMMs的發(fā)展歷史Ueff=1025K2023/10/7513.SMMs的發(fā)展歷史Ueff=1025K2023/3.SMMs的發(fā)展歷史2023/10/7523.SMMs的發(fā)展歷史2023/7/26523.SMMs的發(fā)展歷史Ueff=1815K2023/10/7533.SMMs的發(fā)展歷史Ueff=1815K20