近日，江西理工大學(xué)與西安交通大學(xué)的研究團(tuán)隊(duì)強(qiáng)強(qiáng)聯(lián)手，在稀土單離子磁體領(lǐng)域取得了令人振奮的新進(jìn)展。這一成果不僅加深了兩校在磁性材料研究領(lǐng)域的合作，更為稀土單離子磁體在信息技術(shù)、量子計(jì)算及新能源等領(lǐng)域的廣泛應(yīng)用開辟了廣闊前景。

單分子磁體，作為一類獨(dú)特的納米級(jí)磁性材料，其構(gòu)成單元僅為單個(gè)分子或原子，卻能穩(wěn)定地保持自旋力矩與磁化取向。憑借其卓越的物理與化學(xué)特性，單分子磁體在信息存儲(chǔ)的高密度化、量子計(jì)算的革新以及自旋電子學(xué)的進(jìn)步等多個(gè)前沿科技領(lǐng)域，均展現(xiàn)出了巨大的應(yīng)用潛力。然而，盡管單分子磁體在理論上具有諸多優(yōu)勢(shì)，但其實(shí)際應(yīng)用仍面臨諸多挑戰(zhàn)，特別是在常溫環(huán)境下的性能表現(xiàn)。

為了突破這一瓶頸，江西理工大學(xué)與西安交通大學(xué)的研究者們經(jīng)過不懈努力，成功設(shè)計(jì)并合成了三種創(chuàng)新的含有六氮雜席夫堿大環(huán)配體的鏑基配合物。他們巧妙地在大環(huán)配體中引入了吸電子基(F原子)或給電子基(甲基)，以此深入探究了取代基對(duì)配合物結(jié)構(gòu)及其單分子磁性的影響。

研究結(jié)果顯示，這三種配合物在零直流場(chǎng)條件下均展現(xiàn)出了單分子磁體特有的磁化慢弛豫行為，充分證明了它們?yōu)榱銏?chǎng)單分子磁體。其中，配合物1和2的各向異性能壘分別高達(dá)1092(6) K和946.1(7) K。在施加1 kOe直流場(chǎng)后，雖然直流場(chǎng)對(duì)部分L量子隧穿效應(yīng)產(chǎn)生了抑制作用，但配合物1和2的各向異性能壘并未因此得到顯著提升，表明量子隧穿并非決定這兩種配合物能壘高低的主要因素。此外，三種配合物的阻塞溫度分別可達(dá)20K、10K和6K。配合物1和2之所以擁有較高的各向異性能壘，而配合物3則僅在基態(tài)表現(xiàn)出純的各向異性，這些發(fā)現(xiàn)為進(jìn)一步優(yōu)化單分子磁體的性能提供了重要線索。

該研究成果已以題為“Effect of Substituents in Equatorial Hexaazamacrocyclic Schiff Base Ligands on the Construction and Magnetism of Pseudo-D6h Single-Ion Magnets”的論文，發(fā)表在無機(jī)化學(xué)領(lǐng)域的權(quán)威期刊《Inorganic Chemistry》上。這一突破不僅標(biāo)志著兩校在磁性材料研究領(lǐng)域合作深度的進(jìn)一步拓展，更為稀土單離子磁體的未來發(fā)展奠定了堅(jiān)實(shí)基礎(chǔ)。