單鏈磁體磁學(xué)性質(zhì)的理論研究.pdf

1、學(xué)位論文獨(dú)創(chuàng)性聲明本人鄭重聲明：所提交的學(xué)位論文是本人在導(dǎo)師指導(dǎo)下進(jìn)行的研究工作和取得的研究成果。本論文中除引文外，所有實(shí)驗(yàn)、數(shù)據(jù)和有關(guān)材料均是真實(shí)的。本論文中除引文和致謝的內(nèi)容外，不包含其他人或其它機(jī)構(gòu)已經(jīng)發(fā)表或撰寫(xiě)過(guò)的研究成果。其他同志對(duì)本研究所做的貢獻(xiàn)均已在論文中作了聲明并表示了謝意。學(xué)位論文作者簽名：叉螽、八氣氣日期：2。l斗步15學(xué)位論文使用授權(quán)聲明研究生在校攻讀學(xué)位期間論文工作的知識(shí)產(chǎn)權(quán)單位屬南京師范大學(xué)。學(xué)校有權(quán)保存本學(xué)位

2、論文的電子和紙質(zhì)文檔，可以借閱或上網(wǎng)公布本學(xué)位論文的部分或全部?jī)?nèi)容，可以采用影印、復(fù)印等手段保存、匯編本學(xué)位論文。學(xué)?？梢韵驀?guó)家有關(guān)機(jī)關(guān)或機(jī)構(gòu)送交論文的電子和紙質(zhì)文檔，允許論文被查閱和借閱。(保密論文在解密后遵守此規(guī)定)保密論文注釋?zhuān)罕緦W(xué)位論文屬于保密論文，密級(jí)：!芻丑?！疘密期限為年。學(xué)位論文作者簽名：炙砉厶氣氣指導(dǎo)教師簽名：FI期：pl葉爭(zhēng)15“日期：協(xié)諱么of牛f15Abstract摘要2001年，由Gatteschi等第一次合成

3、了由鉆及有機(jī)原子團(tuán)交替構(gòu)成的一維磁性鏈[Co(hfac)2(NITPhOMe)]，其有效能壘達(dá)到107cm～。隨后，許多科學(xué)家投入到單鏈磁體(SCMs)的研究中，合成了大量的不同種類(lèi)的SCMs，但所合成SCMs的能壘都小于107cm～。因此，探索具有更高能壘SCMs成為當(dāng)前實(shí)驗(yàn)及理論化學(xué)家共同努力的目標(biāo)。目前，處于Ising和Heisenberg極限之間SCMs(I踟≈4／3)的磁各向異性及相關(guān)能的表達(dá)式還不清楚。為此，本文將探索此類(lèi)S

4、CMs磁弛豫能壘的來(lái)源機(jī)制，及能壘與磁中心離子零場(chǎng)分裂參數(shù)和耦合作用常數(shù)等的內(nèi)在關(guān)系。我們選取了一系列含過(guò)渡金屬離子的SCMs：[Mnlll(5TMAMsalen)M(CN)6](5TMAMsalen2一=N，N7ethylenebis(5一trimethylammoniomethylsalicylideneiminate)(M=Felll，Mnlu，Crlll)，[Mnlll(3，5C12saltmen)Nill(pao)2(phen

5、)](3，5C12saltmen2==NN7(1，1，2，2tetramethylethylene)bis(35dichlorosalicylideneiminate)；pao一2pyridine一2aldoximate；phen=1，10phenanthroline)及[Fem(bpca)(CN)3Mn“1(5Me—saltmen)](bpca=bis2pyridylcarbonyl)amidate；5Mesaltmen2‘=N，N7

6、(1，1，2，2一tetramethylethylene)bis(5methylsalicylideneiminate))。使用密度泛函(DFT)和二級(jí)微擾完全活性空間組態(tài)(CASPT2)等方法計(jì)算其零場(chǎng)分裂和耦合作用常數(shù)等。計(jì)算結(jié)果表明，所得，和D與實(shí)驗(yàn)值比較接近。通過(guò)理論分析鏈上磁性離子磁弛豫過(guò)程等，得到了單鏈磁體相關(guān)能和各向異性能與磁性參數(shù)之間的關(guān)系，并對(duì)其能壘來(lái)源機(jī)制等進(jìn)行了詳細(xì)的探討。對(duì)單鏈磁體MnFe和MnMn’，Mn的各向

7、異性能較大(3aAMn4IJ]SsmSM)，而M(M=Fe，Mn’)的很d(3AAM41JISM。％)，Mn或M上的自旋都有可能先進(jìn)行翻轉(zhuǎn)，且進(jìn)行這兩種自旋翻轉(zhuǎn)的單鏈數(shù)接近相等，所以相關(guān)能和各向異性能接近于兩種情況下的平均值：△A=(AAMnAAM)／2，&=3M晌；對(duì)單鏈磁體MnNi和MnCr，由于強(qiáng)的交換耦合作用(3aAM3AAMn4l川％。＆)，M(M=Ni，Cr)自旋跟著Mn翻轉(zhuǎn)，自旋翻轉(zhuǎn)角度受各向異性能和交換耦合影響，鏈的各向