稀土單分子磁體弛豫機(jī)理與調(diào)控取得重要進(jìn)展
長(zhǎng)春應(yīng)化所唐金魁研究員等以分子磁性材料為研究對(duì)象，率先開(kāi)展了稀土單分子磁體弛豫理論和方法研究，在稀土單分子磁體弛豫及自旋拓?fù)湔{(diào)控方面取得系列重要進(jìn)展，揭示了多弛豫機(jī)理，提出和發(fā)展了有效調(diào)控弛豫過(guò)程的機(jī)制，為設(shè)計(jì)性能優(yōu)異的分子磁性材料提供了重要的理論依據(jù)，日前該成果榮獲2014年吉林省自然科學(xué)獎(jiǎng)一等獎(jiǎng)。?
信息存儲(chǔ)器件是電子學(xué)中的重要器件之一，近年來(lái)，存儲(chǔ)密度快速增長(zhǎng)，已接近現(xiàn)有技術(shù)的極限，需要開(kāi)發(fā)更高存儲(chǔ)密度磁性材料和更先進(jìn)的數(shù)據(jù)處理技術(shù)，于是單分子磁體研究應(yīng)運(yùn)而生。單分子磁體是單一固定尺寸的分子納米磁體，具有體積小、比重輕、結(jié)構(gòu)多樣、易于調(diào)控等特點(diǎn)，在高密度信息存儲(chǔ)和量子計(jì)算方面具有廣闊應(yīng)用前景。?
長(zhǎng)春應(yīng)化所科研人員針對(duì)單分子磁體弛豫機(jī)理，設(shè)計(jì)得到了能壘為173 K的Dy4單分子磁體，以準(zhǔn)確的測(cè)試方法結(jié)合雙弛豫Debye模型首次成功解析出兩個(gè)獨(dú)立的弛豫過(guò)程并將這兩個(gè)“同時(shí)”存在的熱激發(fā)弛豫歸因于分子內(nèi)存在的不同金屬中心，揭示了多弛豫過(guò)程的本質(zhì)。發(fā)現(xiàn)矢量加和的“平行四邊形法則”可以直觀地展示弛豫的演化進(jìn)程，提出了多弛豫唯象表示的新方法。?
針對(duì)單分子磁體弛豫調(diào)控，在Dy2單分子磁體中首次區(qū)分了稀土單離子各向異性和金屬離子間磁相互作用對(duì)慢磁弛豫的貢獻(xiàn)，明確了阻滯磁化強(qiáng)度的兩種來(lái)源：高溫區(qū)來(lái)源于每個(gè)金屬離子本身，低溫區(qū)則來(lái)源于金屬離子間Ising磁相互作用。在實(shí)驗(yàn)和理論計(jì)算的基礎(chǔ)上揭示了弛豫特性與分子結(jié)構(gòu)之間的關(guān)系，提出了通過(guò)優(yōu)化配位場(chǎng)及提高自旋之間Ising磁相互作用來(lái)抑制量子隧穿效應(yīng)，提高單分子磁體能壘的有效策略。?
成功制備了由兩個(gè)Dy3單元“邊靠邊”構(gòu)成的Dy6單分子磁體。通過(guò)環(huán)形磁矩單元連接方式和分子內(nèi)磁相互作用的調(diào)節(jié)，首次實(shí)現(xiàn)了兩個(gè)環(huán)形磁矩功能基元的組裝與同向增強(qiáng)，獲得了最大化的環(huán)形磁矩。引領(lǐng)了稀土單分子磁體（Single-Molecule Magnets）和單分子磁環(huán)（Single-Molecule Toroics）前沿領(lǐng)域的新發(fā)展。?
應(yīng)用雙弛豫Debye模型解析Dy4單分子磁體的雙弛豫?
磁相互作用抑制稀土單分子磁體的量子隧穿?
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