单分子磁体发展综述课件.pptx
单分子磁体Single-Molecule Magnets(SMMs),冷际东广州大学化学化工学院,2023/1/18,1,什么是SMMsSMMs的特点和性质SMMs的发展历史SMMs未来的发展方向,2023/1/18,2,什么是SMMs,分子基磁性材料,top-down,bottom-up,CPU（左）与硬盘（右）,分子基磁体Fe8（左）与Tb2（右）,10 nm,3 nm,2023/1/18,3,分子基磁性材料,有机自由基化合物,有机自由基-金属配合物,金属配位化合物,单分子磁体single-molecule magnets,分子基磁制冷剂molecular magnetic coolers,什么是SMMs,分子基磁性材料,2023/1/18,4,什么是SMMs,1 R.Sessoli,D.Gatteschi,et al.,J.Am.Chem.Soc.1993,115,1804-1816.2 R.Sessoli,D.Gatteschi,et al.,Nature 1993,365,141-143.,单分子磁体的特征,单分子磁体的必要条件,Mn12OAc分子的簇核结构和自旋排列方向S=10,D=-0.70 K,U=S2|D|=70 K,Ueff 61 K,第一例SMM Mn12,2023/1/18,5,单分子磁体的自旋翻转能垒（a）和磁量子隧穿弛豫（b）示意图3,Mn12OAc的单晶在不同温度下沿易磁化轴方向的磁滞回线4,3 D.Gatteschi,R.Sessoli,Angew.Chem.Int.Ed.2003,42,268-297.4 R.Sessoli,D.Gatteschi,et al.,Nature 1996,383,145-147.,高密度信息存储,量子计算,2.SMMs的特点和性质,第一例SMM Mn12,2023/1/18,6,2.SMMs的特点和性质,2023/1/18,7,2.SMMs的特点和性质,1 K=0.695039 cm-1,2023/1/18,8,2.SMMs的特点和性质,2023/1/18,9,2.SMMs的特点和性质,2023/1/18,10,2.SMMs的特点和性质,2023/1/18,11,2.SMMs的特点和性质,2023/1/18,12,3.SMMs的发展历史,2023/1/18,13,3.SMMs的发展历史,U=S2|D|,S=83/2，D=0.004 cm-1,Mn19,A.M.Ako,A.K.Powell,et al.,Angew.Chem.Int.Ed.,2006,45,4926-4929.,2023/1/18,14,3.SMMs的发展历史,S=6,Ueff=18 K,Mn84,2023/1/18,15,3.SMMs的发展历史,S=45D 0,Fe42,S.Kang,C.Duan and O.Sato,et al.,Nat.Commun.,2015,6,5955.,2023/1/18,16,3.SMMs的发展历史,MnIII6O2(Et-sao)6(O2CPh(Me)2)2(EtOH)6S=12,D=-0.43 cm-1,Ueff=86.4 K,2023/1/18,17,3.SMMs的发展历史,3d-4f,2023/1/18,18,3.SMMs的发展历史,Ueff 1=11.0 cm-1,t1=7.7 x 10-4 s,Ueff 2=82.1 cm-1,t2=6.2 x 10-7 s,2023/1/18,19,3.SMMs的发展历史,Cr2Dy2,Ueff(Cr2Dy2)=77 KUeff(Co2Dy2)=79 K,2023/1/18,20,3.SMMs的发展历史,Scientific Reports,2015,5,16621,Ueff(13H2O)=422 KUeff(1)=600 K,2023/1/18,21,3.SMMs的发展历史,2023/1/18,22,3.SMMs的发展历史,Angew.Chem.Int.Ed.,2016,55,9375-9379,2023/1/18,23,3.SMMs的发展历史,Cu36Ln24,2023/1/18,24,3.SMMs的发展历史,Ueff1=56 KUeff2=71 K,2023/1/18,25,3.SMMs的发展历史,2023/1/18,26,3.SMMs的发展历史,2023/1/18,27,3.SMMs的发展历史,Ueff1=150 K,Ueff2=198 K,2023/1/18,28,3.SMMs的发展历史,Ueff=76 K,2023/1/18,29,3.SMMs的发展历史,2023/1/18,30,3.SMMs的发展历史,TB=14 K,Ueff=227 cm-1,J.D.Rinehart,J.R.Long,et al.,Nat.Chem.2011,3,538-542.,2023/1/18,31,3.SMMs的发展历史,J.Am.Chem.Soc.,2012,134(45),pp 1854618549,2023/1/18,32,3.SMMs的发展历史,2023/1/18,33,3.SMMs的发展历史,2023/1/18,34,3.SMMs的发展历史,Ueff=37.83 K,Ueff=39.35 K,Ueff=39.79 K,2023/1/18,35,3.SMMs的发展历史,Ueff1=9.7 KUeff2=170 K,2023/1/18,36,3.SMMs的发展历史,Ueff1=19.7 KUeff2=173 K,2023/1/18,37,3.SMMs的发展历史,2023/1/18,38,3.SMMs的发展历史,Ueff(Tb)=331 K,2023/1/18,39,3.SMMs的发展历史,Pc2Tb-,2023/1/18,40,3.SMMs的发展历史,Ueff=55.2 K,2023/1/18,41,3.SMMs的发展历史,2023/1/18,42,3.SMMs的发展历史,Ueff(Er)=39 KUeff(Yb)=29 K,Angew.Chem.Int.Ed.52,350-354,NaLnDOTA(H2O)4H2O,2023/1/18,43,3.SMMs的发展历史,2023/1/18,44,3.SMMs的发展历史,Ueff1=181 cm-1,2023/1/18,45,3.SMMs的发展历史,Fe(C(SiMe3)3)22-Ueff=325 K,J.M.Zadrozny,J.R.Long,et al.,Nat.Chem.2013,5,577-581,2023/1/18,46,3.SMMs的发展历史,J.Am.Chem.Soc.,2014,136 1221312216,2023/1/18,47,3.SMMs的发展历史,2023/1/18,48,3.SMMs的发展历史,2023/1/18,49,3.SMMs的发展历史,2023/1/18,50,3.SMMs的发展历史,Ueff=1025 K,2023/1/18,51,3.SMMs的发展历史,2023/1/18,52,3.SMMs的发展历史,Ueff=1815 K,2023/1/18,53,4.SMMs未来的发展方向,Ueff(Dy)2590 K,Chem.Commun.,2015,51,101-103,2023/1/18,54,4.SMMs未来的发展方向,Ueff 29 K,2023/1/18,55,4.SMMs未来的发展方向,Stronger exchange,2023/1/18,56,
