官能化烷氧基稀土配合物的合成与表征

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由于稀土氧化物薄膜具有很多优良的物理性质在很多技术上获得应用。特别是由于稀土氧化物薄膜具备较高的介电常数(k (La2O3)=27, k (Gd2O3)=16)及优良的热力学稳定性(硅衬底),因此在高K材料方面具备广阔的应用前景。利用原子层沉积(ALD)技术制备高质量的稀土氧化物薄膜在高K材料方面的潜在应用得到了广泛关注。但是该技术要求能够设计并合成出首先具有较好挥发性的稀土配合物作为前驱体,这对稀土化学将是一个巨大的挑战。本论文主要工作是合成两个系列的配合物。首先合成一系列单官能化烷氧基稀土配合物:[La(OCH2CH2NMe23](2a);[Gd(OCH2CH2NMe23](2b);[La(OCH2CH2NEt23](2c);[Gd(OCH2CH2NMe23](2d); Li12[La(OCHMeCH2NEt23]4OCl10(2e);Li12[Gd(OCHMeCH2NEt<sub>2)3]4OCl10(2f);[La(OCHMeCH2NEt23](2g);[Gd(OCHMeCH2NEt<sub>2)3](2h)。其次,合成一系列多官能化的烷氧基稀土配合物:[La[OCH(CH2NMe22)]3](3a);[Gd[OCH(CH2NMe22)]3](3b);[La[OCH(CH2NEt22)]3](3c);[Gd[OCH(CH2NEt22)]3](3d);[La[OCH(CH2OMe2)]3](3e);[Gd[OCH(CH2OMe2)]3](3f);[La[OCH(CH2OEt2)]3](3g);[Gd[OCH(CH2OEt)2]3])(3h)。对所合成的化合物分别采用元素分析、核磁共振氢谱和碳谱方法对其进行表征分析。另外对配合物2e,3a,3d进行X-射线单晶衍射测试,配合物Li12[La(OCHMeCH2NEt23]4OCl10(2e),立方晶系Fd-3,a=32.341(4), b=32.341(4), c=32.341(4), α=90°, β=90°, γ=90°, Z=32。配合物{La[OCH(CH2NMe22]3}2(3a),三斜晶系P-1,a=10.682(2),b=11.273(2), c=13.692(3), α=86.17(3)°, β=83.34(3)°, γ=62.02(3)°, Z=1。配合物{Gd[OCH(CH2NMe22]3}2(3b),三斜晶系P-1, a=10.575(2), b=11.219(5), c=13.575(3), α=87.75(4)°, β=82.82(3)°, γ=61.89(2)°, Z=2。并利用热分析(TG)对配合物3c和3d的热稳定性和分解机理进行了初步研究。
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