稳态强磁场用户在分子磁性材料领域取得研究新进展
时间 : 2020-05-19     

近日,南开大学先进能源材料化学重点实验室程鹏教授、师唯教授与美国加州大学伯克利分校的Long教授等合作,在分子磁性材料的研究中取得突破:两例钴(II)-自由基单链磁体在低温下表现出前所未有的方形磁滞,矫顽场达到65kOe,超过此前在直流场下任何过渡金属分子磁体矫顽场的数值。研究成果以“Coercive Fields Above 6 T in Two Cobalt(II)-Radical Chain Compounds”为题在线发表在《德国应用化学》(AngewandteChemie International Edition)上(DOI:10.1002/anie.202002673)。该工作相关磁滞回线数据由SHMFF所属五号水冷磁体搭配的振动样品磁强计系统测试完成。 

在链状分子磁性材料如单链磁体中,相对于链内相互作用,链间磁相互作用会导致三维磁有序,因此早期人们认为链间磁相互作用不利于单链磁体性质。研究表明单链磁体的磁弛豫性质可与由链间磁相互作用引起的三维磁有序共存或竞争,而相邻链的相对空间取向对磁性质也有重要的影响。 

研究者基于SHMFF测试了单链磁体3和4在低温下的磁滞回线,分别得到62 kOe和65 kOe的矫顽场,不仅超过了文献报道的Co(hfac)2(o-C2PNN)单链磁体54 kOe的记录矫顽场数值,也超过了NdFeB和SmCo5的矫顽场。65 kOe的矫顽场也是单链磁体中矫顽场的最大值。详细的结构和性质分析表明,这种影响低温硬磁性质的一个关键因素不是三维磁有序,而是晶格中基于交替链结构的两个不同磁亚晶格间的相互作用。该研究表明调控磁性构筑基元的空间布局是设计与合成高性能分子磁体的一个新途径。 

文章链接:https://doi.org/10.1002/anie.202002673

  
图:a. 化合物3、4的结构图;b. 化合物4的磁滞回线;c. 化合物3、4与Co(o-C2PNN)/NdFeB/SmCo5的磁滞回线对比图