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单分子磁体概述 孟笑天* （北京工业大学材料科学与工程学院，新型功能材料教育部重点实验室，北京 100022 ） TelEmail:txmling@ 摘要：单分子磁体为纳米尺寸，磁特性源自单个分子的内部，可以独立地作为一个磁功能单元，是突 破尺寸对传统磁子性能制约的一条途径。已知典型的单分子磁体基本上是含 Mn 、Fe 、V 、Cr 和一些其他 金属元素的簇合物，分述之。 关键词：单分子磁体 金属簇合物 磁性 A Summarize of Single Molecular Magnets MENG Xiao-Tian* (College of Material Science and Engineering，Beijing University of Technology ，Beijing 100022 ， China) Abstract ：Single Molecular Magnets(SMM) are nano-compounds as absolute units whose magnetism comes from inside of molecule. So dimension restrict of magnet was breached. Emblematical Mn,Fe,V,Cr and other metal clusters are introduced for illustration. Key words: Single Molecular Magnets; clusters; magnetism 0 引言 磁学是物理学中一个古老的重要分支，磁性材料的应用也为人类社会的发展带来了巨大影响。长期以 来，人们更多研究的是传统磁体的性质，主要是合金与金属氧化物、金属配合物基于三维扩展晶格的长程 作用，在畴结构排列下产生的宏观磁性能。近年，作为新兴的理化交叉学科，以探索开壳层分子及开壳层 分子聚集体所体现出来的磁特征为目的分子磁学越来越受到人们的关注。在这一领域中，单分子磁体由于 身为纳米尺寸，具有众多奇异的性能，所以更是成为了研究热点。 1 单分子磁体的产生 四十年以来，研究者在铁磁体、亚铁磁体的设计与制备中广泛引入顺磁性分子作为构筑单元，开创了 所谓的分子基磁体学。1967 年Wickman 等人对第一个分子基磁体进行了报道, 他们发现[Fe(dtc)2Cl]分子 具有S 3/ 2 的基态自旋, 在2.46K 时结晶状态中呈现铁磁有序[1-2] 。1987 年Joel S. Miller 、Arthur J. Epstein 等人宣布[Fe(Cp*)2][TCNE]粒子的铁磁有序温度为Tc 4.8K [3-4] 。此后，其它若干分子基铁磁体 [5] 相继被发现，其中一些的有序温度达到了室温 。 1 图 1 [Mn O (O CR) (H O) ]原子簇的核结构示意 12 12 2 16 2 4 Fig.1 Structural sketch of the core of the [Mn O (O CR) (H O) ] cluster