单分子磁体发展综述课件

1、单分子磁体Single-Molecule Magnets (SMMs),1,学习交流PPT,什么是SMMs SMMs的特点和性质 SMMs的发展历史 SMMs未来的发展方向,2,学习交流PPT,什么是SMMs,分子基磁性材料,top-down,bottom-up,CPU（左）与硬盘（右）,分子基磁体Fe8（左）与Tb2（右）, 10 nm, 3 nm,3,学习交流PPT,分子基磁性材料,有机自由基化合物,有机自由基-金属配合物,金属配位化合物,单分子磁体 single-molecule magnets,分子基磁制冷剂 molecular magnetic coolers,什么是SMMs,分子基

2、磁性材料,4,学习交流PPT,什么是SMMs,1 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 61 K,第一例SMM Mn12,5,学习交流PPT,单分子磁体的自旋翻转能垒（a）和磁量子隧穿弛豫（b

3、）示意图3,Mn12OAc的单晶在不同温度下沿易磁化轴方向的磁滞回线4,3 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,量子计算,2. SMMs的特点和性质,第一例SMM Mn12,6,学习交流PPT,2. SMMs的特点和性质,7,学习交流PPT,2. SMMs的特点和性质,1 K = 0.695039 cm-1,8,学习交流PPT,2. SMMs的特点和性质,9

4、,学习交流PPT,2. SMMs的特点和性质,10,学习交流PPT,2. SMMs的特点和性质,11,学习交流PPT,2. SMMs的特点和性质,12,学习交流PPT,3. SMMs的发展历史,13,学习交流PPT,3. SMMs的发展历史,U = S2|D|,S = 83/2，D = 0.004 cm-1,Mn19,A. M. Ako, A. K. Powell, et al., Angew. Chem. Int. Ed., 2006, 45, 4926-4929.,14,学习交流PPT,3. SMMs的发展历史,S = 6, Ueff = 18 K,Mn84,15,学习交流PPT,3. S

5、MMs的发展历史,S = 45 D 0,Fe42,S. Kang, C. Duan and O. Sato, et al., Nat. Commun., 2015, 6, 5955.,16,学习交流PPT,3. SMMs的发展历史,MnIII6O2(Et-sao)6(O2CPh(Me)2)2(EtOH)6 S = 12, D = -0.43 cm-1, Ueff = 86.4 K,17,学习交流PPT,3. SMMs的发展历史,3d-4f,18,学习交流PPT,3. SMMs的发展历史,Ueff 1 = 11.0 cm-1 , t1 = 7.7 x 10-4 s, Ueff 2 = 82.1

6、cm-1 , t2 = 6.2 x 10-7 s,19,学习交流PPT,3. SMMs的发展历史,Cr2Dy2,Ueff (Cr2Dy2) = 77 K Ueff (Co2Dy2) = 79 K,20,学习交流PPT,3. SMMs的发展历史,Scientific Reports, 2015, 5, 16621,Ueff (13H2O) = 422 K Ueff (1) = 600 K,21,学习交流PPT,3. SMMs的发展历史,22,学习交流PPT,3. SMMs的发展历史,Angew. Chem. Int. Ed., 2016, 55, 9375-9379,23,学习交流PPT,3.

7、SMMs的发展历史,Cu36Ln24,24,学习交流PPT,3. SMMs的发展历史,Ueff1 = 56 K Ueff2 = 71 K,25,学习交流PPT,3. SMMs的发展历史,26,学习交流PPT,3. SMMs的发展历史,27,学习交流PPT,3. SMMs的发展历史,Ueff1 = 150 K, Ueff2 = 198 K,28,学习交流PPT,3. SMMs的发展历史,Ueff = 76 K,29,学习交流PPT,3. SMMs的发展历史,30,学习交流PPT,3. SMMs的发展历史,TB = 14 K,Ueff = 227 cm-1,J. D. Rinehart, J. R

8、. Long, et al., Nat. Chem. 2011, 3, 538-542.,31,学习交流PPT,3. SMMs的发展历史,J. Am. Chem. Soc., 2012, 134 (45), pp 1854618549,32,学习交流PPT,3. SMMs的发展历史,33,学习交流PPT,3. SMMs的发展历史,34,学习交流PPT,3. SMMs的发展历史,Ueff = 37.83 K,Ueff = 39.35 K,Ueff = 39.79 K,35,学习交流PPT,3. SMMs的发展历史,Ueff1 = 9.7 K Ueff2 = 170 K,36,学习交流PPT,3.

9、 SMMs的发展历史,Ueff1 = 19.7 K Ueff2 = 173 K,37,学习交流PPT,3. SMMs的发展历史,38,学习交流PPT,3. SMMs的发展历史,Ueff (Tb) = 331 K,39,学习交流PPT,3. SMMs的发展历史,Pc2Tb-,40,学习交流PPT,3. SMMs的发展历史,Ueff = 55.2 K,41,学习交流PPT,3. SMMs的发展历史,42,学习交流PPT,3. SMMs的发展历史,Ueff (Er) = 39 K Ueff (Yb) = 29 K,Angew. Chem. Int. Ed. 52, 350-354,NaLnDOTA(

10、H2O)4H2O,43,学习交流PPT,3. SMMs的发展历史,44,学习交流PPT,3. SMMs的发展历史,Ueff1 = 181 cm-1,45,学习交流PPT,3. SMMs的发展历史,Fe(C(SiMe3)3)22- Ueff = 325 K,J. M. Zadrozny, J. R. Long, et al., Nat. Chem. 2013, 5, 577-581,46,学习交流PPT,3. SMMs的发展历史,J. Am. Chem. Soc., 2014, 136 1221312216,47,学习交流PPT,3. SMMs的发展历史,48,学习交流PPT,3. SMMs的发展历史,49,学习交流PPT,3. SMMs的发展历史,50,学习交流PPT,3. SMMs的发展历史,Ueff = 1025 K,51,学习交流PPT,3. SMMs的发展历史,52,学习交流PPT,3. SMMs的发展历史,Ueff = 1815 K,53