【摘 要】
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信息时代的到来对高密度信息存储提出了越来越高的要求。传统磁性材料由于尺寸效应限制了其磁存储密度的进一步提高。磁性双稳态分子作为一种分子水平的新型磁存储材料应运而生,引起了广大研发人员的研究兴趣,其包含分子纳米磁体、自旋交叉和电荷转移类配合物。3d过渡金属离子在地壳中含量丰度高,3d电子在5个d轨道中有多种排列方式,在不同配位环境中可以表现出非常丰富的磁行为,是构建磁性双稳态分子的理想研究对象。本论
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信息时代的到来对高密度信息存储提出了越来越高的要求。传统磁性材料由于尺寸效应限制了其磁存储密度的进一步提高。磁性双稳态分子作为一种分子水平的新型磁存储材料应运而生,引起了广大研发人员的研究兴趣,其包含分子纳米磁体、自旋交叉和电荷转移类配合物。3d过渡金属离子在地壳中含量丰度高,3d电子在5个d轨道中有多种排列方式,在不同配位环境中可以表现出非常丰富的磁行为,是构建磁性双稳态分子的理想研究对象。本论文主要研究单核过渡金属配合物的磁弛豫调控和自旋转变调控。第一部分工作是通过设计合适的配体与过渡金属构筑拥有缓慢磁弛豫行为的单核八配位配合物,通过理解配合物的磁构关系,探究高配位数配体场及金属中心局域对称性对单离子磁体（SIMs）磁双稳态行为的影响;在第二部分工作中,首先构筑自旋交叉与荧光双功能配合物,再将该配合物通过超分子作用与环双（4,4’-（1,4-亚苯基）双吡啶-对亚苯基）-四（六氟磷酸盐）（Ex Box·4PF6）大环形成络合物,研究主客体相互作用对自旋交叉双稳态性质的影响。具体的研究结果如下:（1）使用6,6’-双（4,5-二氢噁唑-2-基）-2,2’-联吡啶（L~1）和6,6’-双（5,6-二氢-4H-1,3-噁嗪-2-基）-2,2’-联吡啶（L~2）分别与Fe II、Co II、Mn II和Ni II进行配位得到配合物1-7。晶体结构测试表明,1-3和6均为八配位结构,4、5和7为六配位结构。磁性测试表明,1-7在零场下均未表现出缓慢的磁弛豫行为,可能是由于基态混合严重和低温下快速量子隧穿所导致。化合物1-2在外加直流场下均表现出缓慢的磁弛豫行为,但它们的磁各向异性的来源完全不同。1中的两个Fe II中心表现出易轴各向异性,负D值相对较小,分别为-4.897和-4.825 cm-1;而2中的Co II中心为易面各向异性,D值较大,为+46.42cm-1。化合物3-7在外加直流场下也未表现出缓慢的磁弛豫行为。（2）使用（E）-N’-（（5-（芘-1-基）吡啶-2-基）亚甲基）苯甲酰肼（L~3）和（E）-4-（叔丁基）-N’-（（5-（芘-1-基）吡啶-2-基）亚甲基）苯甲酰肼（L~4）配体,分别与Fe II、Zn II进行定向配位得到配合物8-12。8和9为自旋交叉与荧光双功能配合物,抗磁性10-12作为对照配合物用于讨论主客体相互作用对自旋交叉性质的影响。配合物8-12的芘环能够通过超分子作用套入大环分子Ex Box4+,且8-12与Ex Box4+的结合较强。加入Ex Box4+大环后,8的内外管中氘代试剂残峰差值增大,表明8自旋态发生了变化,进而说明主客体作用能够影响中心金属离子的自旋态。Evans磁矩测试表明目前的体系主客体作用对Fe II自旋态的影响并不显著,可能是主客体作用强度与配位场强度不匹配所导致的。在后续的工作中,会进一步优化配体场,最终实现主客体相互作用对中心金属离子自旋态的可逆调控。
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