[发明专利]具有电磁耦合效应的六配位手性镝单离子磁体及其合成方法

说明书

一种具有电磁耦合效应的六配位手性镝单离子磁体，其化学式表示为：[Dy(Cl)₃(L)₂C₂H₅OH]·C₂H₅OH，其中L为三环己基氧磷，该手性镝单离子磁体的中心离子处于六配位八面体配位环境。氯化镝六水合物为金属盐，以L为三环己基氧磷，以乙醇和水为混合溶剂，经搅拌、分离及固体洗涤制得。本发明的优点是：通过简单的化学合成工艺制备了首例具有电磁耦合效应的手性单离子磁体，该单离子磁体同时表现出慢磁驰豫行为和电磁耦合行为。这种具有电磁耦合效应的材料，能够极大地提高非易失的信息存储密度，有助于非硅基电子器件性能的增强和改善，有望推进了多铁材料的研究进展。

【技术领域】

本发明属于功能性材料制备技术领域，涉及一种具有电磁耦合效应的六配位手性镝单离子磁体及其制备方法。

【背景技术】

因稀土离子中4f电子的特殊磁学性质，以镧系金属离子构筑单分子磁体是当前分子磁学的重要方向之一。其中，仅含有一个顺磁金属离子的单分子磁体也称为单离子磁体。而多铁材料中自发极化的电极化(P)和磁极化(M)虽然可能分别响应于不同的弱电场和弱磁场，但当M-P耦合时能产生强的电磁效应，因此具有重要的电磁理论研究意义。

集铁磁性和铁电性于一体的多铁材料和具有磁电耦合效应的电磁体能够展现出独特的电磁性能，具有重要的理论研究意义及潜在的应用价值。这种功能性材料制备的器件因其表现出四重阻态特征，能够极大地提高非易失的信息存储密度，有助于非硅基电子器件性能的增强和改善。此前，本课题组已报道过兼具铁磁和铁电双功能镝单分子磁体(专利号：ZL 201110026019.X,专利名称：一种具有铁磁、铁电双功能的镝单分子磁体及其制备方法)，但未研究其电磁耦合效应。

目前，受多铁材料自然界中种类少和氧化物型化合物制备条件苛刻等因素影响，多铁材料的研究主要集中在ABO3型金属氧化物(如BiFeO3，TbMnO3)及其薄膜材料的开发和应用。相比金属氧化物铁酸铋(BiFeO3)的苛刻制备条件(温度＞500℃)，分子基材料具有质量轻、机械弹性好、产物多样化和环境友好型的制备过程等优点。随着化学合成技术和超分子晶体学工程的发展和进步，利用化学合成手法获得分子基多铁材料将是更优路径。

【发明内容】

本发明的目的是针对多铁材料的种类匮乏和制备条件苛刻的问题，提供具有电磁耦合效应的六配位手性镝单离子磁体的制备方法，该镝单离子磁体同时表现出慢磁驰豫行为和电磁耦合效应，在今后的应用中有望成为提高非易失的信息存储密度和改善非硅基电子器件性能的新型材料。

本发明的技术方案：

一种具有电磁耦合效应的六配位的手性镝单离子磁体，其化学式表示为：[Dy(Cl)₃(L)₂C₂H₅OH]·C₂H₅OH，其中L为三环己基氧磷，C₂H₅OH为乙醇；所述镝单离子磁体的中心离子Dy³⁺处在六配位的环境中，与其配位的六个配位原子分别来自于三个氯化镝六水合物中的氯离子、两个配体上的氧原子和一个乙醇上的氧原子。为简洁表示其结构，游离的乙醇分子和氢原子在图1中未显示。所述镝单离子磁体属于正交晶系，P2₁2₁2₁手性空间群，α＝β＝γ＝90°。

一种具有电磁耦合效应的六配位手性镝单离子磁体的合成方法，该方法以氯化镝六水合物为金属盐，以L为配体，以乙醇和水为混合溶剂，合成步骤如下：

1.将摩尔比为2:1的L(三环己基氧磷)和DyCl₃·6H₂O混合物放入烧杯中，并将乙醇和水按照体积比3:1的比例配成混合溶剂，然后按照混合物与溶剂之比为24.2mg:1mL的比例混合，常温下搅拌4h；