單分子磁體（Single-Molecule Magnets, SMMs）是一類無機(jī)-有機(jī)雜化分子基磁性材料，具有磁雙穩(wěn)態(tài)（自旋“朝上”/自旋“朝下”），被認(rèn)為在量子計(jì)算、高密度儲(chǔ)存、分子自旋電子器件等多個(gè)方面有著誘人的前景。由于單分子磁體只能通過自旋晶格弛豫或者磁量子隧穿效應(yīng)實(shí)現(xiàn)自旋翻轉(zhuǎn)，因此在磁阻塞溫度以下其宏觀磁矩可以維持較長的時(shí)間，提高有效能壘和磁阻塞溫度的關(guān)鍵是如何增強(qiáng)軸向磁各向異性、減弱橫向磁各向異性以及抑制零場磁量子隧穿效應(yīng)。近年來，稀土基單分子磁體發(fā)展迅速，有效能壘和磁阻塞溫度均為目前最高紀(jì)錄，使其成為單分子磁體領(lǐng)域中最受矚目的明星。
我校化學(xué)學(xué)院童明良教授團(tuán)隊(duì)率先從理論上出發(fā)并從實(shí)驗(yàn)上驗(yàn)證D5h局域?qū)ΨQ性可以有效減弱橫向磁各向異性以及抑制磁量子隧穿效應(yīng)（Chem. Sci.2013, 4, 3310），隨后再進(jìn)一步通過精準(zhǔn)分子設(shè)計(jì)，創(chuàng)造了其時(shí)單分子磁體的有效能壘和磁滯回線開口溫度的世界紀(jì)錄（Angew. Chem. Int. Ed.2014, 53, 12966;J. Am. Chem. Soc.2016, 138, 5441;J. Am. Chem. Soc.2016, 138, 2829），同時(shí)又發(fā)現(xiàn)D5h局域?qū)ΨQ性的鈥單離子磁體中的超精細(xì)相互作用可以有效抑制零場磁量子隧穿效應(yīng)（Angew. Chem. Int. Ed.2017, 56, 4996）。
高性能稀土基單分子磁體中的對(duì)稱性策略
結(jié)合上述研究及國內(nèi)外其他成果，該課題組為高性能稀土基單分子磁體中的對(duì)稱性策略（包括對(duì)稱性策略的理論基礎(chǔ)、高性能單分子磁體中的理論模擬和實(shí)驗(yàn)分析、相關(guān)實(shí)例討論）以及未來的機(jī)遇與挑戰(zhàn)作了全面論述，以“Symmetry Strategies for High Performance Lanthanide-Based Single-Molecule Magnets”為題在Chem. Soc. Rev.（DOI: 10.1039/C7CS00266A）上發(fā)表綜述論文。論文作者為我校化學(xué)學(xué)院劉俊良副研究員、陳龑驄博士后研究員和童明良教授，童明良教授為通訊作者。
上述研究得到國家自然科學(xué)基金（重點(diǎn)國際合作項(xiàng)目、重大研究計(jì)劃集成項(xiàng)目、面上項(xiàng)目和青年科學(xué)基金項(xiàng)目）、中央高校基本科研業(yè)務(wù)費(fèi)專項(xiàng)資金以及博士后創(chuàng)新人才支持計(jì)劃的支持。
論文鏈接：http://pubs.rsc.org/en/Content/ArticleLanding/2018/CS/C7CS00266A
