[发明专利]具有单分子磁行为和荧光精细结构的有机膦酸镝配合物

说明书

技术领域

本发明涉及的是一种具有单分子磁行为和荧光精细结构的有机膦酸镝配合物，属于单分子磁体的慢弛豫行为和荧光精细结构技术领域。

背景技术

单分子磁体即单个分子具有磁性双稳态，在阻塞温度下表现出磁体的特征。由于它具有微小尺寸，在信息化越来越膨胀的现代社会，以单分子磁体为存储单元的超高密度存储材料有着广阔的应用前景。相比于传统的过渡金属，稀土离子具有较大的轨道贡献，近年来，由稀土离子构建的单分子磁体因为各向异性强，能垒高，量子隧穿速率高，弛豫机制复杂而受到越来越多的关注。与此同时，材料的多功能化也是近来来研究的热点，稀土单分子磁体在一定条件下可以很好地与稀土的特征荧光结合起来，设计合成荧光单分子磁体多功能材料。而稀土特征荧光的精细结构直接地反应了磁性亚Stark能级的排布，为研究单分子磁体慢弛豫的机理提供实验支持。

发明内容

本发明目的是提出一种具有单分子磁行为和荧光精细结构的有机膦酸镝配合物，通过荧光的精细结构得到基态⁶H_15/2的Stark亚能级分布。

 本发明的技术解决方案：具有单分子磁行为和荧光精细结构的有机膦酸镝配合物，其结构包括有机膦酸notpH₄二价阴离子、稀土镝离子、高氯酸根阴离子和水分子，具有层状结构，每个镝离子之间通过O-P-O桥相连接，金属离子中心有7个配位氧原子，表现出畸变的具有D_5h对称性的五角双锥结构，其中notpH₆配体的结构式为：                                                。

其合成方法，包括如下步骤：

1）0.05 mmol, 0.020 g的notpH₆加热溶于 10 mL水中；

2）冷却后加入0.05 mmol, 0.028 g的Dy(ClO₄)₃·6H₂O ；

3）用质量分数70%的HClO₄调节pH=1.0；

4）放置两周得到无色棒状晶体有机膦酸镝配合物，0.018 g，产率49%；

5）分别进行磁性测试、荧光测试。

本发明的优点：磁性测试发现交流磁化率的实部和虚部具有频率依赖的特点，是单分子磁体慢弛豫的行为，阿伦尼乌斯公式拟合能垒为: 41 K (τ₀ = 9.6×10^-10 s)。同时，在特定波长激发下，可以得到稀土的特征荧光发射，其中⁴F_9/2到⁶H_15/2的荧光表征出精细结构，可以得到基态⁶H_15/2的Stark亚能级分布，与磁性测试的结果相关联。该材料是具有荧光的稀土单分子磁体，是一种双功能材料。

本发明还具体包括如下优点：

1）常温常压的水溶液反应，成本低廉；

2）目标产物具有单分子磁体慢弛豫的行为；

3）目标产物同时具有稀土镝特征荧光，是一种双功能材料；

4）目标产物的稀土镝特征荧光具有精细结构，可以和磁性相关联。

附图说明

图1是[Dy(notpH₄)(H₂O)]ClO₄·3H₂O的分子结构示意图。

图2是[Dy(notpH₄)(H₂O)]ClO₄·3H₂O的二维层结构示意图。

图3是[Dy(notpH₄)(H₂O)]ClO₄·3H₂O在1000 Oe外场的交流磁化率Cole-Cole的示意图。