1、单分子磁体Single-Molecule Magnets (SMMs)冷际东广州大学化学化工学院2022-3-1711.什么是SMMs2.SMMs的特点和性质3.SMMs的发展历史4.SMMs未来的发展方向2022-3-1721. 什么是SMMs分子基磁性材料top-downbottom-upCPU（左）与硬盘（右）分子基磁体Fe8（左）与Tb2（右）2022-3-173分子基磁性材料分子基磁性材料有机自由基化合物有机自由基化合物有机自由基有机自由基-金属配合金属配合物物金属配位化合物金属配位化合物单分子磁体单分子磁体single-molecule magnets分子基磁制冷剂分子基磁制冷剂m
2、olecular magnetic coolers1. 什么是SMMs分子基磁性材料2022-3-1741. 什么是SMMs1 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特征单分子磁体的必要条件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
3、61 K第一例SMM Mn122022-3-175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3Mn12OAc的单晶在不同温度下沿易磁化轴方向的磁滞回线43 D. Gatteschi, R. Sessoli, Angew. Chem. Int. Ed. 2003, 42, 268-297.4 R. Sessoli, D. Gatteschi, et al., Nature 1996, 383, 145-147. 高密度信息存储高密度信息存储量子计算量子计算2. SMMs的特点和性质第一例SMM Mn122022-3-1762. SMMs的特点和性质2022-3-1772. SMM
4、s的特点和性质1 K = 0.695039 cm-12022-3-1782. SMMs的特点和性质2022-3-1792. SMMs的特点和性质2022-3-17102. SMMs的特点和性质2022-3-17112. SMMs的特点和性质2022-3-17123. SMMs的发展历史2022-3-17133. SMMs的发展历史U = S2|D|S = 83/2，D = 0.004 cm-1 Mn19A. M. Ako, A. K. Powell, et al., Angew. Chem. Int. Ed., 2006, 45, 4926-4929.2022-3-17143. SMMs的发展
5、历史S = 6, Ueff = 18 KMn842022-3-17153. SMMs的发展历史S = 45D 0Fe42S. Kang, C. Duan and O. Sato, et al., Nat. Commun., 2015, 6, 5955.2022-3-17163. 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 K2022-3-17173. SMMs的发展历史3d-4f2022-3-17183. SMMs的发展历史Ueff 1 = 11.0 cm-1 , t1 =
6、7.7 x 10-4 s, Ueff 2 = 82.1 cm-1 , t2 = 6.2 x 10-7 s2022-3-17193. SMMs的发展历史Cr2Dy2Ueff (Cr2Dy2) = 77 KUeff (Co2Dy2) = 79 K2022-3-17203. SMMs的发展历史Scientific Reports, 2015, 5, 16621Ueff (13H2O) = 422 KUeff (1) = 600 K2022-3-17213. SMMs的发展历史2022-3-17223. SMMs的发展历史Angew. Chem. Int. Ed., 2016, 55, 9375-93
7、792022-3-17233. SMMs的发展历史Cu36Ln242022-3-17243. SMMs的发展历史Ueff1 = 56 KUeff2 = 71 K2022-3-17253. SMMs的发展历史2022-3-17263. SMMs的发展历史2022-3-17273. SMMs的发展历史Ueff1 = 150 K, Ueff2 = 198 K2022-3-17283. SMMs的发展历史Ueff = 76 K2022-3-17293. SMMs的发展历史2022-3-17303. SMMs的发展历史TB = 14 KUeff = 227 cm-1J. D. Rinehart, J.
8、R. Long, et al., Nat. Chem. 2011, 3, 538-542.2022-3-17313. SMMs的发展历史J. Am. Chem. Soc., 2012, 134 (45), pp 18546185492022-3-17323. SMMs的发展历史2022-3-17333. SMMs的发展历史2022-3-17343. SMMs的发展历史Ueff = 37.83 KUeff = 39.35 KUeff = 39.79 K2022-3-17353. SMMs的发展历史Ueff1 = 9.7 KUeff2 = 170 K2022-3-17363. SMMs的发展历史U
9、eff1 = 19.7 KUeff2 = 173 K2022-3-17373. SMMs的发展历史2022-3-17383. SMMs的发展历史Ueff (Tb) = 331 K2022-3-17393. SMMs的发展历史Pc2Tb-2022-3-17403. SMMs的发展历史Ueff = 55.2 K2022-3-17413. SMMs的发展历史2022-3-17423. SMMs的发展历史Ueff (Er) = 39 KUeff (Yb) = 29 KAngew. Chem. Int. Ed. 52, 350-354NaLnDOTA(H2O)4H2O2022-3-17433. SMMs
10、的发展历史2022-3-17443. SMMs的发展历史Ueff1 = 181 cm-12022-3-17453. SMMs的发展历史Fe(C(SiMe3)3)22-Ueff = 325 KJ. M. Zadrozny, J. R. Long, et al., Nat. Chem. 2013, 5, 577-5812022-3-17463. SMMs的发展历史J. Am. Chem. Soc., 2014, 136 12213122162022-3-17473. SMMs的发展历史2022-3-17483. SMMs的发展历史2022-3-17493. SMMs的发展历史2022-3-17503. SMMs的发展历史Ueff = 1025 K2022-3-17513. SMMs的发展历史2022-3-17523. SMMs的发展历史Ueff = 1815 K2022-3-17534. SMMs未来的发展方向Ueff (Dy) 2590 KChem. Commun., 2015,51, 101-103 2022-3-17544. SMMs未来的发展方向Ueff 29 K2022-3-17554. SMMs未来的发展方向Stronger exchange2022-3-1756
