“分子合金類”與“雜化型”氰根橋聯(lián)分子磁體的磁性研究.pdf

1、分子基磁體是指用分子化學(xué)方法合成的,在結(jié)構(gòu)上以超分子化學(xué)為主要特點(diǎn),在微觀上以分子磁交換為主要性質(zhì)的、具有宏觀磁學(xué)特征并可能應(yīng)用的一類物質(zhì)。分子基磁體的設(shè)計(jì)與合成已經(jīng)成為當(dāng)今物理學(xué)界和化學(xué)界的熱門前沿課題之一。由于居里溫度超室溫的分子磁體的發(fā)現(xiàn),以及分子磁體呈現(xiàn)光磁效應(yīng)、熱相過(guò)渡、磁極翻轉(zhuǎn)等具有潛在應(yīng)用價(jià)值的特性,因此分子磁體受到廣泛的關(guān)注。其中氰根橋聯(lián)配合物由于其獨(dú)特的結(jié)構(gòu)和優(yōu)異的磁學(xué)性質(zhì)而在該領(lǐng)域占有尤為重要的地位。在本論文中,選取

2、四種氰根橋聯(lián)配合物分子磁性材料,結(jié)合元素分析、紅外光譜、穆斯堡爾譜和磁性測(cè)量等對(duì)其磁學(xué)性質(zhì)分別進(jìn)行研究,初步探討氰根橋聯(lián)多金屬配合物分子磁體的磁性質(zhì)、微觀結(jié)構(gòu)和磁耦合相互作用機(jī)理等,為設(shè)計(jì)與合成分子磁體提出一些自己的建議。
　　本論文得到如下幾個(gè)方面成果:
　　1、應(yīng)用溶液共沉淀法合成了多金屬普魯士藍(lán)類化合物Ni0.25Mn1.25[Fe(CN)6]·6.1H2O,變溫磁化率表明該化合物是一亞鐵磁體,其磁相變溫度是8.5 K

3、;通過(guò)對(duì)磁化率測(cè)定來(lái)研究它的磁交換作用得到順磁居里溫度θ=-9.32 K;化合物的矯頑場(chǎng)Hc為0.32 KOe和剩余磁化強(qiáng)度Mr為0.36μB。根據(jù)場(chǎng)冷卻(FC)磁化強(qiáng)度和零場(chǎng)冷卻(ZFC)磁化強(qiáng)度曲線以及交流磁化曲線上磁化率的研究,該化合物存在自旋玻璃態(tài)行為,凍結(jié)溫度Tg=7.76 K,低于磁相變溫度Tc=8.5 K,因此化合物的自旋玻璃類型是重進(jìn)入自旋玻璃。
　　2、應(yīng)用溶液共沉淀法合成了多金屬普魯士藍(lán)類化合物Coo.25Mn

4、1.25[Fe(CN)6].5.9H20,變溫磁化率表明該化合物是一亞鐵磁體,其磁相變溫度是9.5 K;通過(guò)對(duì)磁化率測(cè)定來(lái)研究它的磁交換作用得到順磁居里溫度θ=-15 K;化合物矯頑場(chǎng)Hc為230 Oe和剩余磁化強(qiáng)度Mr為0.072μB。根據(jù)場(chǎng)冷卻(FC)磁化強(qiáng)度和零場(chǎng)冷卻(ZFC)磁化強(qiáng)度曲線以及交流磁化曲線上磁化率的研究,該化合物存在自旋玻璃態(tài)行為。樣品的室溫穆斯堡爾譜中出現(xiàn)一個(gè)雙峰,它的同質(zhì)異能移(IS)為-0.15(4)mm/s

5、,四極分裂(QS)為0.41(9)mm/s,這一參數(shù)說(shuō)明配合物Co0.25Mn1.25[Fe(CN)6]·5.9H2O中有低自旋的三價(jià)鐵離子存在,雙峰的產(chǎn)生是由于低自旋FeⅢ離子(S=1/2)的價(jià)電子對(duì)電場(chǎng)梯度(EFG)貢獻(xiàn)不為零引起的。
　　3、合成雜化型普魯士藍(lán)類化合物[Co(en)3][Fe(CN)6]·H2O,紅外譜測(cè)得的伸縮振動(dòng)波長(zhǎng)為vCN=2117.27 cm-1,這說(shuō)明了橋聯(lián)氰根的存在;通過(guò)對(duì)磁化率測(cè)定來(lái)研究它的磁交

6、換作用,根據(jù)直流變溫磁化率研究,發(fā)現(xiàn)其具有弱反鐵磁性,順磁居里溫度θ=-8.23117 K說(shuō)明化合物[Co(en)3][Fe(CN)6]·H20中金屬原子間存在弱反鐵磁相互作用,求得化合物的有效磁距μeff實(shí)驗(yàn)值與理論值。
　　4、合成雜化型普魯士藍(lán)類化合物{Mn(OH2)2[Mn((bipy)(OH2)]2[Fe(CN)6]2)∞,紅外譜測(cè)得的伸縮振動(dòng)波長(zhǎng)為vCN=2131.85 cm-1,這說(shuō)明了橋聯(lián)氰根的存在;通過(guò)對(duì)磁化率測(cè)