單分子磁體由于能在阻塞溫度下表現(xiàn)出分子水平上的磁雙穩(wěn)態(tài)，在未來高密度信息存儲及微型化自旋電子器件方面具有潛在應(yīng)用而備受關(guān)注。以往，單分子磁體多數(shù)為Werner型配合物。然而近年來，環(huán)戊二烯、環(huán)辛四烯等經(jīng)典金屬有機(jī)配體及其衍生物被發(fā)現(xiàn)能對鋱、鏑、鉺等稀土離子產(chǎn)生大的晶體場分裂能，從而極大提升稀土離子的磁各向異性能而備受關(guān)注，也使單分子磁體的研究領(lǐng)域從傳統(tǒng)的配位化學(xué)跨入了金屬有機(jī)化學(xué)的范疇。
在此基礎(chǔ)上，雜環(huán)類金屬有機(jī)配體也開始嶄露頭角，并且表現(xiàn)出了與環(huán)戊二烯、環(huán)辛四烯等經(jīng)典金屬有機(jī)配體相似的配體屬性，也可以大幅度提升單分子磁體的磁各向異性能及阻塞溫度。由于這類配體尚處于萌芽階段，對這類配體的認(rèn)識尚淺，西安交通大學(xué)鄭彥臻課題組對這類已報道的新型金屬有機(jī)配體所形成的單分子磁體進(jìn)行了全面的總結(jié)，著重從配體的尺寸及雜原子的種類對單分子磁體性質(zhì)的影響進(jìn)行分析，并從多維度進(jìn)行了對比，認(rèn)為雜環(huán)類金屬有機(jī)配體的優(yōu)勢主要有在于：1）雜環(huán)配體能夠?yàn)橄⊥林行膭?chuàng)造強(qiáng)的配體場和高階對稱環(huán)境，從而產(chǎn)生大的晶體場分裂；2）雜環(huán)配體可以減弱碳?xì)滏I的振動，從而削弱自旋-聲子耦合驅(qū)動的快速馳豫過程。 由于雜原子的種類多，雜環(huán)基單分子磁體具有巨大的潛力。對于該類稀土金屬有機(jī)單分子磁體未來發(fā)展，論文提出以下幾點(diǎn)建議：1）挖掘更多的雜環(huán)類配體，揭示不一樣的雜環(huán)-金屬作用力；2）研究雜原子的作用，例如：硼原子的量子初軌效應(yīng)導(dǎo)致其2p軌道比碳更加伸展，形成了更強(qiáng)的金屬-雜原子鍵；3）探索雜環(huán)體系中的磁交換作用對該類化合物磁性的影響；4）研究非常規(guī)稀土價態(tài)的雜環(huán)配合物，例如：雜環(huán)基零價、二價或四價稀土配合物都是一些尚未被開發(fā)的化合物，有潛力表現(xiàn)出優(yōu)異的磁學(xué)性質(zhì)；5）可以通過雜環(huán)間的相互作用，以晶體工程的方法來調(diào)控其磁行為；6）雜環(huán)體系有利于表面沉積，例如：較軟的磷原子有利于附著在金表面，為未來的器件制備提供更有利的材料基礎(chǔ)。 最后，文章希望能有更多金屬有機(jī)化學(xué)家關(guān)注該領(lǐng)域的發(fā)展，加入到日新月異的雜環(huán)基有機(jī)稀土單分子磁體的研究中來。 論文信息 Organolanthanide Single-Molecule Magnets with Heterocyclic Ligands Yidian Wang, Qian-Cheng Luo, Prof.?Dr. Yan-Zhen Zheng Angewandte Chemie International Edition DOI: 10.1002/anie.202407016 
