[发明专利]一类基于双酰腙的不对称双核镝单分子磁体及其合成方法与弛豫行为

说明书

本发明基于不对称双核镝单分子磁体优良的磁性、合成的困难以及现有的稀缺性，公开一类基于双酰腙配体的不对称双核镝单分子磁体及其合成方法与弛豫行为。此类磁体制备于双(卤素取代水杨醛)缩‑2,6‑氮氧吡啶二甲酰腙配体、硝酸镝及三乙胺在甲醇‑乙腈混合溶剂中的溶剂热反应。其共同结构特征在于：配体两翼的酰腙口袋分别螯合一个Dy^III离子，且由于抗衡离子与溶剂分子配位点的差异，磁体中的两Dy^III离子配位几何构型各异，呈现罕见的基于对称性两极配体的不对称双核结构。这类不对称双核镝磁体的交流磁化率在零场下即表现出频率依赖的磁弛豫现象，且在外加磁场下转变为双重弛豫过程，具备单分子磁体的典型特征。

技术领域

本发明涉及新型分子基磁性材料的制备，特别是一类基于双酰腙的不对称双核镝单分子磁体及其合成方法与弛豫行为。

背景技术

单分子磁体是一种能够在分子范畴内表现出磁双稳态与慢磁弛豫行为的新型分子基磁性材料。尤其是当其以具备强各向异性的镝离子作为自旋载体时，能够表现出优异的磁性能与有趣的磁弛豫行为，在高密度信息存储与量子计算等领域极具研究价值与应用前景。镝基单分子磁体按其自旋中心数目可分为单核的镝单离子磁体、双核镝单分子磁体与多核镝单分子磁体。其中，双核镝单分子磁体不仅便于通过配位场来定义与优化镝中心的单离子磁各向异性，且可通过配体的桥连结构来调控镝离子之间的磁交换作用，进而有效抑制系统中的量子隧穿效应，在弛豫行为与性能参数的优化上具备独有的结构优势。

整体来看，现存的双核镝单分子磁体绝大多数为对称结构，即其两镝中心位于相同的配位场，配位构型一致。仅有很少数体系，其两镝中心位于不同的配位场，且具有不同配位几何构型。有趣的是，这种被称之为“不对称双核镝单分子磁体”的体系，往往由于其特定的不对称结构而表现出特殊的弛豫行为，且在有效能垒与阻塞温度等性能参数上有着优异的表现。但由于合成上的困难，目前此类不对称双核镝单分子磁体仍然十分罕见。因此，探讨此种不对称双核镝单分子磁体的合成方法与弛豫行为，不仅很有必要，也非常有意义。

发明内容

本发明正是针对上述不对称双核镝单分子磁体的合成困难与现有稀缺性，提供一类基于双酰腙的不对称双核镝单分子磁体及其合成方法与弛豫行为。

本发明所涉及的一类基于双酰腙的不对称双核镝单分子磁体，包含有2个具体实例。其特征在于：两者的化学组成分别为[Dy₂(H₂fovpho)(NO₃)₄(MeOH)₃(H₂O)]·2MeOH·MeCN(实例1)与[Dy₂(H₂covpho)(NO₃)₄(MeOH)₃(H₂O)]·2MeCN(实例2)，其中H₄fovpho与H₄covpho分别代表为双(3-氟水杨醛)缩氮氧吡啶-2,6-二甲酰腙与双(5-氯水杨醛)缩氮氧吡啶-2,6-二甲酰腙配体。实例1结晶于单斜晶系P2₁/c空间群，其晶胞参数为：α＝90°，β＝100.6650(1)°，γ＝90°；Z＝4，ρ_calc(g/cm³)＝1.991g·cm^–3，μ＝3.675mm^–1，F(000)＝2440.0。而实例2结晶于三斜晶系、空间群，其晶胞参数为：α＝82.509(2)°，β＝71.766(2)°，γ＝76.1870(1)°；

Z＝2，ρ_calc(g/cm³)＝1.918g·cm^–3，μ＝3.625mm^–1，F(0

00)＝1224.0。详细的晶体学数据见下表1:

表1.磁体的晶体学参数