[发明专利]由羟基拓展的一维镝链磁性配合物的制备方法与应用

说明书

本发明涉及一种基于4'–(4–羟基苯)‑2,2':6',2''–三联吡啶的一维镝链磁性配合物的制备方法与应用。本发明所述配合物的化学式为{[Dy(CH₃OH)(NO₃)₂(tpy)]·CH₃OH}，其中tpy为4'–(4–羟基苯)‑2,2':6',2''–三联吡啶的负一价阴离子。配合物采用溶剂热方法制备，合成工艺简单，操作方便，产率较高、稳定性好。所述配合物在零直流场下表现了较强的频率依赖慢弛豫行为，其有效能垒和磁阻塞温度在基于九配位的镝单分子磁体中是最高的，该配合物优良的磁学性能使其可以作为分子基磁性材料在材料科学领域得到应用。

关于资助研究或开发的声明

本发明申请得到国家自然科学基金(基金号：21801186，21571140 和 21973046)和天津市高等学校创新团队培养计划（资助号：TD13-5074）的联合资助。

技术领域

本发明涉及稀土金属-有机配位化合物及其分子基磁性材料技术领域，特别是零场下具有慢磁弛豫行为，由4'–(4–羟基苯)-2,2':6',2''–三联吡啶拓展的线性一维镝链磁性配合物的制备方法与应用。所述配合物在零场下表现了较强的频率依赖的慢弛豫行为，其有效能垒和磁阻塞温度在基于九配位的镝单分子磁体中是最高的，该配合物优良的磁学性能使其可以作为分子基磁性材料在高密度信息储存设备等方面具有巨大的应用价值。

背景技术

随着磁学理论和测试水平的不断提高，人们发现稀土单分子磁体在量子计算机、高密度信息处理器以及自旋电子设备等方面有着广泛的应用前景，而成为当前研究的热点领域之一（D. N. Woodruff, R. E. P. Winpenny, R. A. Layfield, Chem. Rev., 2013,113, 5110 ~ 5148; F. Troiani, M. Affronte, Chem. Soc. Rev.,2011, 40, 3119–3129）。研究单分子磁体最核心的问题就是如何提高有效能垒U_eff和磁阻塞温度T_B。大量的实验数据和理论研究表明：相比于弱的磁相互作用，稀土中心的单轴磁各向异性对于能垒和磁阻塞温度的提高起着主导性作用。稀土离子的磁各向异性对结构的对称性和配体场十分敏感（W. B. Sun, P. F. Yan, S. D. Jiang, B. W. Wang, Y. Q. Zhang, H. F. Li,P. Chen, Z. M. Wang and S. Gao, Chem. Sci.,2016, 7, 684–691）。目前一些高对称性的稀土配合物（D_4d, D_8d or D_8h, C₅ , C_∞h and C_∞v），尤其是七配位五角双锥构型的单分子磁体被成功设计合成，有效能垒和磁阻塞温度也有了新的突破（J. L. Liu, Y. C. Chen,Y. Z. Zheng, W. Q. Lin, L. Ungur, W. Wernsdorfer, L. F. Chibotaru and M. L.Tong, Chem. Sci.,2013, 4, 3310–3316）。然而由于稀土离子具有高配位数和配位模式多样的特点，高对称性的稀土单分子磁体很难得到，大部分都是低对称性的稀土金属配合物（例如八配位的三角十二面体、九配位的Muffin构型等）。因此，轴向配体场成为目前调控单轴磁各向异性最有效的方法之一。