长春永乐高ylg888888所唐金魁研究员等以分子磁性质料为研究工具,率先开展了稀土单分子磁体弛豫理论和要领研究,在稀土单分子磁体弛豫及自旋拓扑调控方面取得系列重要进展,揭示了多弛豫机理,提出和生长了有效调控弛豫历程的机制,为设计性能优异的分子磁性质料提供了重要的理论依据,日前该结果荣获2014年吉林省自然科学奖一等奖。
信息存储器件是电子学中的重要器件之一,近年来,存储密度快速增长,已接近现有技术的极限,需要开发更高存储密度磁性质料和更先进的数据处理技术,于是单分子磁体研究应运而生。单分子磁体是简单牢固尺寸的分子纳米磁体,具有体积小、比重轻、结构多样、易于调控等特点,在高密度信息存储和量子盘算方面具有辽阔应用前景。
长春永乐高ylg888888所科研人员针对单分子磁体弛豫机理,设计获得了能垒为173 K的Dy4单分子磁体,以准确的测试要领结合双弛豫Debye模型首次乐成解析出两个独立的弛豫历程并将这两个“同时”保存的热引发弛豫归因于分子内保存的差别金属中心,揭示了多弛豫历程的实质。发明矢量加和的“平行四边形规则”可以直观地展示弛豫的演化进程,提出了多弛豫唯象体现的新要领。
针对单分子磁体弛豫调控,在Dy2单分子磁体中首次区分了稀土单离子各向异性和金属离子间磁相互作用对慢磁弛豫的孝敬,明确了阻滞磁化强度的两种来源:高温区来源于每个金属离子自己,低温区则来源于金属离子间Ising磁相互作用。在实验和理论盘算的基础上揭示了弛豫特性与分子结构之间的关系,提出了通过优化配位场及提高自旋之间Ising磁相互作用来抑制量子隧穿效应,提高单分子磁体能垒的有效战略。
乐成制备了由两个Dy3单位“边靠边”组成的Dy6单分子磁体。通过环形磁矩单位连接方法和分子内磁相互作用的调理,首次实现了两个环形磁矩功效基元的组装与同向增强,获得了最大化的环形磁矩。引领了稀土单分子磁体(Single-Molecule Magnets)和单分子磁环(Single-Molecule Toroics)前沿领域的新生长。
应用双弛豫Debye模型解析Dy4单分子磁体的双弛豫
磁相互作用抑制稀土单分子磁体的量子隧穿