文 献 综 述

引言

磁性是物质的基本属性之一^[1]。早在公元前四世纪, 人们就发现了天然的磁石( 磁铁矿Fe₃O₄) , 我国古代人民最早用磁石和钢针制成了指南针, 并将它用于军事和航海^[2、3]。

磁性的理论研究则开始于数百年前欧洲法拉第等科学家. 传统的磁性材料为Nd₂Fe₁₄B之类的合金和Fe₁₂O₁₉之类的金属氧化物.根据其组成以离子或原子为基础的特征,可称之为原子基磁体,其特点是在高温下合成以金属键或离子键结合的无机磁体.随着高新技术的发展,出现了以[FeCp₂^*] (Cp^*表示五甲基茂基C₅H₅(CH₃)₅)之类含有Cp^*等有机成分的分子为基块(buildingblock)的所谓分子基磁性材料,其特点是在低能耗的低温条件下合成,易于通过分子裁剪来调节其结构和功能,并易于和生物体系相容. 虽然磁能密度较低,但质量密度也较小. 分子磁体由于其独特的性质,很快成为研究的热点。

随着对特殊功能分子材料研究的深入发展，在八十年代后期兴起了新型磁性材料#8212;分子磁体材料的研究热潮。1986年，美国科学家及Miller^[4]等人报道了几种具有铁磁性质的分子化合物，对分子磁体的研究作出了开拓性贡献。此后，各国对分子磁体的研究有了迅猛的发展，尤其是最近几年，分子磁体的设计合成己经成为分子材料领域最活跃、最具挑战性的研究课题之一^[5]。

1.1 分子磁性材料的含义

分子磁性材料是一类通过化学方法将自由基或顺磁离子( 包括过渡金属离子和稀土金属离子) 及抗磁配体以自发组装和控制组装的方式组合而形成的磁性化合物由于较传统磁体有着密度小、透明度高溶解性好易于加工可控性好等优点，并有望在航天材料微波材料信息记录材料光磁及电磁材料等领域得到应用，所以近年来对分子磁性的研究已经成为化学物理学以及材料科学等多个领域研究的热点之一^[6]。

分子磁性是指由材料中具有未成对电子的顺磁中心在配位化学环境中通过孤立或者协同作用表现出来的行为。通过研究孤立顺磁离子在配体场中的自旋状态，人们可以实现高低自旋态之间的转变，并通过温度压力光照等外场实现可控调节^[7]；通过研究自旋之间的协同行为，人们可以对磁耦合作用磁有序温度等进行调节，从而得到各种具有不同体相磁性质的材料。除了常见的抗磁、顺磁、铁磁、亚铁磁和反铁磁性外，在分子磁性材料中还发现了很多新颖和复杂的磁现象，如单分子磁体单链磁体自旋交叉等磁性双稳态，转变，变磁性和弱铁磁性等^[8-11]。

铁磁体 反铁磁体 亚铁磁体 弱铁磁体

1.2 分子磁体的主要研究方向