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)的配位化學跨入了金屬有機化學的范疇。
在此基礎(chǔ)上，雜環(huán)類金屬有機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，對這類配體的認識尚淺，西安交通大學鄭彥臻課題組對這類已報道的新型金屬有機配體所形成的單分子磁體進行了全面的總結(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)的影響進行分析，并從多維度進行了對比，認為雜環(huán)類金屬有機配體的優(yōu)勢主要有在于：1）雜環(huán)配體能夠為稀土中心創(chuàng)造強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)配體可以減弱碳氫鍵的振動，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單分子磁體未來發(fā)展，論文提出以下幾點建議：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導致其2p軌道比碳更加伸展，形成了更強的金屬-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化學家關(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 
