[发明专利]一种多酸镝单分子磁体及其制备方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种多酸镝单分子磁体及其制备方法，属于磁性存储材料领域。

背景技术

单分子磁体(Single-Molecule Magnets，简称SMMs)是一种特殊的分子磁性材料，它的研究可以看成是分子电子学和自旋电子学的桥梁。SMMs尺寸在纳米范围，具有慢磁驰豫现象，表现出类似传统磁体的磁滞行为，具有量子隧穿效应；SMM单个分子就可以看作一个超小的磁体，可以用来存储信息。理论上讲，每个分子可以存储一比特的信息。SMMs比通常的磁体小很多，意味着更强的信息存储能力，因此在超密存储和量子计算等领域展现出广阔的应用前景，具有明显的巨大商业和产业价值。

SMMs领域最著名的两个体系是氧桥连的Mn12和Fe8簇状化合物。意大利的Gattaschi和美国的Christou研究组在探索和拓展Mn12系列的单分子磁体中做出了卓越贡献。其他具有SMMs性质的还有Fe系、V系、Co系和Ni系的同金属簇合物以及异金属离子簇合物。近几年，还有研究者将具有较大各向异性的稀土离子引入该领域，尤其是Dy离子备受青睐，得到了数例具有SMM性质的化合物。

多羧酸DOTA(2,2',2”,2'''-(1,4,7,10-四氮杂环十二烷-1,4,7,10-四基)四乙酸)，其稀土配合物的结构、生物、生理活性等已经得到了深入的研究，其结构受到介质的酸碱性、DOTA与稀土离子的比例等因素影响。有关DOTA的配合物在磁性材料领域的研究也有一些报道，但具有单分子磁体性能的配合物目前没有相应的报道。

发明内容

本发明的目的在于提供一种多酸镝单分子磁体及其制备方法，所述多酸镝单分子磁体可以应用于新型的磁存储材料；且方法简单，容易实现，成本低。

本发明的目的由以下技术方案实现：

一种多酸镝单分子磁体，所述单分子磁体为配合物，其化学式为：

[NaDy(DOTA)₂·7H₂O]·[Fe(CN)₅NO]₂·11H₂O

化学名称为：十一水·二(亚硝酰铁氰酸)·二{[2,2',2”,2'''-(1,4,7,10-四氮杂环十二烷-1,4,7,10-四基)四乙酸)钠(I)][七水合镝(III)]}；

其中，DOTA为2,2',2”,2'''-(1,4,7,10-四氮杂环十二烷-1,4,7,10-四基)四乙酸；

所述单分子磁体中阳离子[NaDy(DOTA)₂·7H₂O]⁴⁺的结构式如下：

所述单分子磁体中阴离子[Fe(CN)₅NO]^2-的结构式如下：

所述多酸镝单分子磁体的制备方法，步骤如下：

将硝酸镝、DOTA和亚硝酰铁氰化钠按照物质的量比1：1：1配成溶液，在常温搅拌1小时，过滤，滤液在常温下静置，析出晶体，即为所述的多酸镝单分子磁体。

有益效果

(1)单分子磁体的合成与性能开发研究了多年，研究成果表明稀土离子Dy^III的配合物在提高单分子磁体阻塞温度方面有可能取得突破。选择合适的配体制备具有单分子磁体性能的配合物是该领域的难点。本发明所述方法提供了DOTA多酸化合物在单分子磁体领域的新应用，且方法简单，容易实现，成本低。(2)本发明所述多酸镝配合物具有单分子磁体的性能，可以应用于新型的磁存储材料。

附图说明

图1是实施例1制备的多酸镝单分子磁体的单晶衍射图；

图2是实施例1制备的多酸镝单分子磁体的χ_MT～T曲线(插图：M～H曲线)；

图3是实施例1制备的多酸镝单分子磁体在10～70kOe，温度范围2～10K时，磁化强度M～H T^-1的关系曲线；

图4是在1kOe直流场，频率为1-1000Hz范围内，温度为1.8-6K范围内，实施例1制备的多酸镝单分子磁体对温度依赖的实部的交流磁化率；

图5是在1kOe直流场，频率为1-1000Hz范围内，温度为1.8-6K范围内，实施例1制备的多酸镝单分子磁体对温度依赖的虚部的交流磁化率；

其中，χ_M为摩尔磁化率，T为温度，M为磁化强度，H为外场强度。

具体实施方式