本書結(jié)合作者多年從事低維稀土分子納米磁體的設(shè)計、構(gòu)筑和性能調(diào)控研究所積累的知識和經(jīng)驗,介紹了稀土分子納米磁體的起源、發(fā)展和基礎(chǔ)理論,并附帶了具有代表性的研究實踐例子。特別是對三價稀土離子電子結(jié)構(gòu)的推導(dǎo)及對分子納米磁體基礎(chǔ)理論和實驗研究方法的介紹。
第1章從傳統(tǒng)磁體到分子納米磁體1
1.1物質(zhì)磁性的根源 2
1.1.1安培分子電流假說 2
1.1.2磁性的量子力學(xué)解釋 3
1.2物質(zhì)磁性的類型 5
1.2.1磁化強(qiáng)度與磁化率 5
1.2.2抗磁性與順磁性 6
1.2.3磁相互作用 8
1.2.4長程有序磁性 9
1.3從鐵磁性到超順磁性 12
1.3.1鐵磁體的磁疇與磁滯 12
1.3.2鐵磁體的分類 14
1.3.3鐵磁體在信息記錄中的應(yīng)用 15
1.3.4鐵磁信息記錄材料的瓶頸與超順磁性 19
1.4分子納米磁體的起源與發(fā)展 21
1.4.1分子納米磁體分類 22
1.4.2單分子磁體的研究發(fā)展 23
1.4.3單鏈磁體的研究發(fā)展 31
參考文獻(xiàn) 34
第2章稀土元素簡介38
2.1稀土元素概述 39
2.1.1稀土元素的概念與發(fā)現(xiàn) 39
2.1.2稀土元素的分類 40
2.1.3稀土元素的儲量與分布 40
2.2稀土元素的電子構(gòu)型 42
2.2.1原子的電子構(gòu)型 42
2.2.2價態(tài)和離子的電子構(gòu)型 43
2.2.3鑭系收縮與稀土原子和離子半徑 44
2.3稀土元素的配合物化學(xué) 46
2.3.1成鍵特征 46
2.3.2配位數(shù)和配位構(gòu)型 49
2.3.3合成及單晶培養(yǎng) 59
2.4三價稀土離子的電子結(jié)構(gòu) 64
2.4.1鑭系自由離子的光譜項和光譜支項 64
2.4.2晶體場分裂 74
2.4.3超精細(xì)分裂 77
參考文獻(xiàn) 78
第3章稀土分子納米磁體的基礎(chǔ)理論81
3.1稀土配合物的基本磁學(xué)性質(zhì) 82
3.1.1van Vleck方程 82
3.1.2變溫磁化率 83
3.1.3變場磁化強(qiáng)度 85
3.2慢磁弛豫動力學(xué) 88
3.2.1概念 88
3.2.2慢磁弛豫性能參數(shù) 89
3.2.3自旋-晶格弛豫 90
3.2.4量子隧穿弛豫 93
3.3慢磁弛豫行為的實驗分析 100
3.3.1慢磁弛豫行為的判斷 100
3.3.2弛豫時間的提取 103
3.3.3弛豫時間的擬合與弛豫途徑的分析 105
參考文獻(xiàn) 108
第4章基于氧化膦配體的五角雙錐構(gòu)型稀土單離子磁體110
4.1五角雙錐鏑單離子磁體 112
4.1.1配合物的合成 112
4.1.2結(jié)構(gòu)表征 113
4.1.3磁學(xué)性質(zhì)研究 117
4.2五角雙錐鈥單離子磁體 127
4.2.1配合物的合成 127
4.2.2結(jié)構(gòu)表征 128
4.2.3磁學(xué)性質(zhì)研究 132
4.3磁構(gòu)關(guān)系研究 138
4.3.1陰離子誘導(dǎo)的結(jié)構(gòu)與磁學(xué)性質(zhì)調(diào)控 138
4.3.2超精細(xì)相互作用 141
參考文獻(xiàn) 141
第5章基于NITR配體的稀土單分子磁體143
5.1NITPhCOOMe的合成與磁性研究 144
5.1.1合成與基本表征 145
5.1.2NITPhCOOMe的單晶結(jié)構(gòu) 146
5.1.3NITPhCOOMe的磁性研究 147
5.2基于NITPhCOOMe的稀土單分子磁體 151
5.2.1配合物的合成 151
5.2.2配合物的結(jié)構(gòu)表征與分析 152
5.2.3磁學(xué)性質(zhì)研究 156
參考文獻(xiàn) 162
第6章一維Ln-NITR配合物的慢磁弛豫性質(zhì)研究164
6.1配合物的合成 165
6.2配合物的表征 167
6.2.1晶體結(jié)構(gòu) 167
6.2.2粉末X射線衍射 170
6.2.3元素分析 170
6.3配合物的磁性研究 171
6.3.1配合物8的磁性研究 171
6.3.2配合物9的磁性研究 171
6.3.3配合物10的磁性研究 182
參考文獻(xiàn) 183
第7章氧橋聯(lián)的一維稀土“之”字鏈體系185
7.1配合物11~13的設(shè)計與合成 186
7.2配合物11~13的表征 188
7.2.1單晶X射線衍射分析 188
7.2.2紅外光譜 190
7.2.3粉末X射線衍射、元素分析和熱重分析 191
7.3配合物11~13的磁學(xué)性質(zhì) 192
7.3.1配合物11的磁性研究 192
7.3.2配合物12的磁性研究 193
7.3.3配合物13的磁性研究 195
參考文獻(xiàn) 208
附錄211