作为单分子磁体的金属氧簇合物的研究进展
Kramers离子Dy(Ⅲ)、Er(Ⅲ)和Co(Ⅱ)基单离子磁体的构筑及磁构关系研究
Kramers离子Dy(Ⅲ)、Er(Ⅲ)和Co(Ⅱ)基单离子磁体的构筑及磁构关系研究单离子磁体作为一种单分子磁体,在分子自旋电子学、量子力学、高密度信息存储材料等领域有着广泛的应用前景。
自2003年Ishikawa等人报道了首例基于镧系金属的单离子磁体以来,单离子磁体因为其结构简单易于调控以及翻转能垒高等特点而成为近年研究的热点。
由于稀土金属离子具有未淬灭的轨道角动量,所以单核的稀土金属配合物具有非常大的磁各向异性,从而产生慢磁弛豫行为。
近年来,稀土基单离子磁体取得了巨大的进展,翻转能垒达到1837 K,阻塞温度高达60 K。
过渡金属离子同样具有轨道角动量,因而也吸引了众多研究者的关注。
2010年Long课题组报道了第一例高自旋Fe（Ⅱ）基单离子磁体,这也是首例过渡金属基单离子磁体。
随后,关于过渡金属基单离子磁体的研究迅猛发展。
在众多的过渡金属中,由于二价钴离子易于形成旋轨耦合,从而产生较强的磁各向异性,因此钴基单离子磁体被报道最多。
本论文重点研究了克拉默离子Dy（Ⅲ）、Er（Ⅲ）和Co（Ⅱ）基单离子磁体的合成及其磁构关系,主要包括以下三部分的内容:一、具有相同十配位构型的发光镝（Ⅲ）和铒（Ⅲ）基单离子磁体利用5个NO<sub>3</sub><sup>-</sup>提供的10个O原子和Dy（Ⅲ）、Er（Ⅲ）合成了两个单核LnO<sub>10</sub>的配合物:（nBu<sub>4</sub>N）<sub>2</sub>[Dy （NO<sub>3</sub>）<sub>5</sub>]（1）和（nBu<sub>4</sub>N）<sub>2</sub>[Er （NO<sub>3</sub>）<sub>5</sub>]（2）,通过单晶衍射仪测试了其结构,研究了这两个配合物的荧光性质和磁性。
单分子磁体
簇合物 %G(+ G
纳米材料
信息材料
量子隧穿效应
设计和合成具有特定结构和物理功能的分子材
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法的研究可以提供重要信息 % 特别是要研究它们在 低温下的行为是否符合单分子磁体的要求。单分子 磁体的特点是通过磁偶合而具有较大的基态自旋 值 % 大的磁各向异性和较长的弛豫时间。 因而除了最 基本的分子结构鉴定方法 % 如 FG 射线单晶衍射 % 红 外光谱等外% 还使用一些特殊的研究手段来帮助确 定结构和测定磁性。 包括超导量子干涉仪 * HIJKL + % 高频电子顺磁共振 * M/GNOP + % 中子衍射% 热分析% 电 化学分析% 穆斯堡尔谱等。 研究分子磁性时最重要的几个参数是 * " + 式中 的郎德 * QB-R0 + 因子 $、 交换常数 %<% S 和零场分裂常 数 "。得到这些参数有两种方法 ) 一是量子化学计 算法 2 ’D 3 % 二是实验数据的拟合 2 ’E% ’# 3 。 在用拟合方法推求 $ 值和 % 值时就需要磁化 率 ! 和磁化强度 & 等实验数据。 HIJKL 是当前精度 最高的测量方法。 对 ,-!’ T1 2 !U 3 单晶的交流磁化率实
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单分子磁体
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作为单分子磁体的分子自旋电子研究进展
单分子磁体与分子自旋电子材料Single-Molecule Magnets and Materials of MolecularSpintronics姜国民陈婷婷史传国江国庆*石玉军*南通大学化学化工学院摘要：近年来，自旋电子和分子电子两个新颖学科在电子学研究中取得了革命性的进展。
这两个领域的基础桥梁是分子磁材料，尤其是单分子磁体。
分子自旋电子是在分子水平上对电子自旋和电荷进行研究，电子装置中包括一个或多个磁性分子，如分子自旋晶体管、分子自旋电子管和分子多量子点装置等。
建立在分子水平上的自旋电子磁材料，在信息储存和量子计算等方面上具有潜在的应用价值。
本文结合自己在这方面的研究和理解，介绍了作为磁性分子的单分子磁体在自旋电子器件研究中的最新成果。
关键词:自旋电子单分子磁体磁性质1、引言在基础和应用研究中，电子和自旋自由度的研究和开发是很有前途的领域[1]。
近十年来，自旋电子学科从基础物理到技术装置已经有了很大的进展[2]。
人们开拓了自旋电子体系这样的事实：电流是由向上和向下两个方向的电子流动产生的，电子的自旋状态实现了信息的编码和磁性材料之间的不同作用。
在没有外场和低能量的条件下，通过自旋的持久性进行信息编码的优势很小。
新的努力方向是直接得到具有持久的量子相干自旋电子装置，这一装置已经从金属、半导体[2,3]到有机材料[4]方面进行了基础研究。
后者在实际中得到了应用，如有机光放射二极管和有机晶体管的研制使电子装置达到了分子水平[5]。
分子自旋电子是用一个或几个磁性分子建立的分子装置[6]。
作为磁性分子的单分子磁体在低温时磁化强度的弛豫时间非常长（2K以下，达到数年时间[7]）。
其在高密度信息储存和量子计算方面的优势在于，在分子水平上兼有块状磁材料的性质和长相干时间[8]。
建立在磁学行为的单分子磁体具有丰富的物理效应，如负微分电导特性和完全的电流抑制[9]，这些性质可用在电极上。
此外，还可将一些特殊的功能（如作为光和电场的开关等）直接整合到分子水平上。
单分子磁体的制备及其磁性质研究
单分子磁体的制备及其磁性质研究单分子磁体（Single-Molecule Magnets，简称SMMs）是一种具有特殊磁学性质的分子。
由于其特殊的磁学性质，单分子磁体已成为磁性材料研究领域的热点之一。
在此，将介绍单分子磁体的制备及其磁性质研究的相关内容。
一、单分子磁体的概念及特征单分子磁体一般由一个或多个金属离子和有机配体组成。
所含的磁性金属离子在配体的帮助下，可以形成具有磁性的“单分子”。
与普通的磁性材料不同，单分子磁体是非常小的，其大小一般在数纳米以下。
单分子磁体的最大特征是具有磁性滚珠的行为。
即在外层磁场的作用下，单分子磁体的自旋可以上下翻转，呈现类似于磁滚珠的磁性行为。
而SMMs磁滚珠的大小一般在几个纳米左右，这使得其具有优异的磁性性质。
二、单分子磁体的制备单分子磁体的制备是一个非常复杂的过程，需要设计新的配体分子并通过化学合成制备。
一般而言，单分子磁体的制备分为以下几个步骤：1、选择合适的金属离子。
通常使用的金属离子如铁、锰、铜、铬以及钴等。
2、制备配体分子。
常见的配体分子如porphyrin、phthalocyanine等。
3、将金属离子与配体分子作用。
制备单分子磁体是一种典型的自组装过程，金属离子与配体分子之间的作用力进而促进单分子磁体的形成。
4、对制备好的单分子磁体进行物理和化学表征。
磁学能级结构测量是单分子磁体表征的核心之一。
一般情况下，磁学测量需要通过其他技术手段（如电子顺磁共振、核磁共振等）来进行协助。
三、单分子磁体的磁性质研究单分子磁体的磁性质涵盖了多方面。
其中最重要的特征之一是单分子磁体对于外部磁场的响应行为。
对于磁斯托克差分（Magnetization）行为的研究被认为是研究SMMs的入门关键。
研究表明，单分子磁体的磁滚珠行为是非常稳定的，通常具有极长的自旋时间（spin relaxation）这也让单分子磁体成为了可高拓展的磁存储设备的一个热门发展方向。
此外，单分子磁体还具有潜在的应用价值，例如可应用于磁性催化、量子计算和磁性能量转换等领域。
过渡金属及氧化物团簇结构、磁性、催化性质的第一性原理计算研究
ｍａｇｎｅｔｉｃ ｍｏｍｅｎｔ ｒｅｍａｒｋａｂｌｙ ｉｎｃｒｅａｓｅｓ ｆｒｏｍ ７烛ｏｆ Ｓｃｌ３０ ｔｏ １３１ｘＢ ｏｆ Ｓｃｌ３０ＣＯ，ｗｈｅｒｅａｓ ｉｔ ｒｅｄｕｃｅｓ
ｆｒｏｍ １９９ｎ ｏｆ Ｓｃｌ３ ｔｏ ５１ｘｓ ｏｆＳｃｌ３ＣＯ．
Ｅｌｅｙ—Ｒｉｄｅａｌ㈣ａｎｄ Ｔｈｅ ｃｏｍｐｅｔｉｔｉｏｎ ｂｅｔｗｅｅｎ ｔｈｅ
ｃｈｅｍｉｃａｌ ｒｅａｃｔｉｏｎ．
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东南大学博士论文
东南大学博士论文
Ｔｈｅ ｐｅｒｆｏｒｍａｎｃｅ ｏｆ Ｐｔ／Ｃｕ（１１１）ｓｕｒｆａｃｅ ａｌｌｏｙ ｃａｔａｌｙｓｔｓ ｉｎ ｗａｔｅｒ ｇａｓ ｓｈｉｆｔ ｒｅａｃｔｉｏｎ ｗｉｔｈ ａ ｆｅｗ Ｐｔ ａｔｏｍｓ ｄｏｐｉｎｇ ｉｎ ｔｈｅ Ｃｕ（１１１）ｓｕｒｆａｃｅ ｗｅｒｅ ｅｘｐｌｏｒｅｄ ｂｙ ｕｓｉｎｇ ｓｐｉｎ—ｐｏｌａｒｉｚｅｄ ＤＦＴ．Ｔｈｅ Ｐｔ／Ｃｕ（１１１） ｓｕｒｆａｃｅ ａｌｌｏｙ ｃａｔａｌｙｓｔｓ ｎｏｔ ｏｎｌｙ ｒｅｍａｒｋａｂｌｙ ｄｅｃｒｅａｓｅ ｔｈｅ ａｄｓｏｒｐｔｉｏｎ ｅｎｅｒｇｙ ｏｆ ＣＯ，ｗｈｉｃｈ Ｃａｎ
ｓｅｑｕｅｎｃｅ ｉｎ ｔｈｅ ｐｒｅｓｅｎｃｅ ｏｆＣＯ．
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磁性聚合物微球研究进展
磁性聚合物微球研究进展邓勇辉1,汪长春1,杨武利1,胡建华1,金 岚1,褚轶雯1,府寿宽1*,沈锡中2(1.复旦大学高分子科学系,教育部聚合物分子工程实验室,上海 2000433;2.复旦大学附属中山医院消化科,上海 200032)摘要:磁性聚合物微球作为一种新型功能材料,在许多领域尤其是生物医药、生物工程等方面具有广阔的应用前景。
本文综述了近年来磁性聚合物微球的制备及应用等方面的最新进展。
关键词:磁性聚合物微球;制备;应用;研究进展引 言磁性聚合物微球是一种由磁性材料和非磁性聚合物材料复合而成的新型功能微球,其中磁性成分主要是铁、钴、镍,或者它们的氧化物以及合金等,非磁性聚合物材料可以是合成聚合物如聚苯乙烯和各种丙烯酸树脂或天然聚合物蛋白质、淀粉、葡聚糖、琼脂糖等,也可以是无机聚合物如二氧化硅等。
以无机聚合物作为非磁性组分的磁性聚合物微球方面的文献报道得不多,因此本文着重综述有机-无机复合的磁性聚合物微球,并将这类微球称为磁性聚合物微球。
磁性聚合物微球通常由无机磁性材料和有机聚合物材料构成,一方面,它具有有机聚合物微球的众多特性,如可通过共聚、表面改性等途径,赋予其表面多种反应性官能团(如羟基、羧基、氨基、醛基等),通过吸附或共价键合的方式与酶、细胞、药物等生物活性物质结合;另一方面,由于它具有超顺磁性可以很方便地在外加磁场作用下从介质中分离出来。
因此,磁性聚合物微球被广泛地应用作分离材料和载体,如免疫分析、固定化酶、靶向给药、细胞分离等。
另外磁性聚合物微球也被广泛应用于磁共振成影、磁记录、环境保护以及磁性塑料和磁性橡胶等领域。
1 磁性聚合物微球的分类磁性聚合物微球按照其结构特点可以大致分为以下几种类型,第一类,核壳式,即内核是无机磁性颗粒,外壳是聚合物,这种复合微球中,无机磁性颗粒完全被聚合物包埋,形成典型的核壳结构,如图1A所示;第二类,反核壳式,即内核是聚合物,外壳是无机磁性颗粒,在这类复合微球中无机颗粒通过静电作用或络合等方式沉积在聚合物微球的表面从而形成无机磁性壳层,如图1B所示;第三类,夹心式,即内外层均为聚合物,中间为无机磁性颗粒,这类复合微球往往是通过对第二类微球再包裹一层聚合物而制备的,如图1C所示;第四类,弥散式,即无机磁性颗粒遍布在聚合物微球中,如图1D所示,这类微球最早是由荷兰科学家Ugelstad等报道的。
铁氧体磁性材料的制备及研究进展
铁氧体磁性材料的制备及研究进展【摘要】铁氧体磁性材料是一类非常重要的无机功能材料,其应用涉及到电子、信息、航天航空、生物医学等领域.综述了铁氧体磁性材料的研究进展及其应用，分析了铁氧体磁性材料的制备方法,展望了研究和开发铁氧体磁性材料的新性能和新技术的应用前景.【关键词】铁氧体磁性材料；研究进展；制备铁氧体是一种非金属磁性材料,又称磁性陶瓷。
人类研究铁氧体是从20世纪30年代开始的,早期有日本、荷兰等国对铁氧体进行了系统的研究；在20世纪40年代开始有软磁铁氧体的商品问世;20世纪50年代是铁氧体蓬勃发展的时期。
1952年磁铅石硬磁铁氧体研制成功；1956年又在此晶系中开发出平面型的超高频铁氧体，同时发现了含稀土元素的石石型铁氧体，从而形成了尖晶石型、磁铅石型和石榴石型三大晶系铁氧体材料体系，应该说铁氧体的问世是强磁学和磁性材料发展史上的一个重要里程碑。
至今铁氧体磁性材料已在众多高技术领域得到了广泛的应用。
因此,有必要对铁氧体磁性陶瓷材料的研究动态进行总结以及对其发展进行展望。
1.铁氧体磁性材料的研究进展近年来，国内外学者在研究和改进磁性材料的同时,进行了卓有成效的新探索，其重点的研究和应用主要集中在以下几个方面.1。
1 铁氧体吸波材料由于科学技术的迅猛发展，在武器的隐身技术和电子计算机防信息泄露技术中，以及在生物学中的热效应方面，铁氧体作为吸波材料方面的应用尤为重要.铁氧体吸波材料通常分为尖晶石型铁氧体与六角晶系铁氧体两种类型,其中尖晶石型铁氧体应用历史最长,但尖晶石型铁氧体的电磁参数(介电常数和磁导率）都比较小,而且难以满足相对介单一铁氧体难以满足吸收频带宽、厚度薄和面密度小的要求,所以近年来研究者主要集中研究复合铁氧体材料以及纳米尺寸的铁氧体来控制其电磁参数[1］。
铁氧体纳米磁性材料作为微波的吸收体，纳米级的微粒材料的比表面积比常规粗粉大3～4个数量级,吸收率高，一方面，它能吸收空气中的游离的分子或介质中其他分子通过成键方式连接在一起,造成各向异性的改变.另一方面，在微波场中，活性原子及电子运动加剧,促使磁化，最终将电磁能转化为热能,从而增加吸收体的吸波能力。
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作为单分子磁体的金属氧簇合物的研究进展1江国庆1,2 王素娜1李菲菲1白俊峰1*游效曾11南京大学配位化学国家重点实验室 南京 2100932南通大学化学化工学院 南通 226003E-mail:bjunfeng@摘要：在过去的几年中,金属氧簇合物作为单分子磁体引起了科学家的浓厚兴趣，本文将从合成、结构和性质等方面，结合最新进展对Mn和Fe金属氧簇合物作一简要概述。
关键词:单分子磁体, 金属氧簇合物, 纳米材料，磁性1．引言自从1993年人们发现首例单分子磁体[Mn12O12(O2CMe)16(H2O)4]·2(CH3COOH)·4H2O[1,2]以来，作为单分子磁体（SMMs）的金属氧簇合物因其独特的磁性质引起了科学家的关注[3-8]，并取得了很大的进展。
单分子磁体提供了由单个分子构成的第一个真正意义上的单分散的纳米磁体，即由分立的、从磁学意义上讲是没有相互作用的纳米尺寸的分子单元而不是由三维扩展晶格(如金属、金属氧化物等)构成的磁体。
单分子磁体是一种可磁化的磁体，在阻塞温度下，显示磁滞现象，其显示的磁量子隧穿效应（QTM）[3,4]是解释磁现象的量子力学和经典力学之间的桥梁[4-7]。
另外，单分子磁体有各种潜在的用途，如高密度信息储备和量子计算[8]。
大多数单分子磁体是高核金属簇合物，可由相对简单的试剂通过溶液法或水热法[9,10,11,12]制得，且容易提纯，溶解性好（能溶解常用有机溶剂如MeCN、CHCl2），在溶液2中能保持其结构，并可以包埋在聚合物中，这正迎合了未来应用的要求，例如在薄膜上的应用。
本文列举了几个近期报道的Mn、Fe簇合物，对其组装、结构与磁性质作以综述。
2．组装策略目前报道的单分子磁体有Mn84[13]、Mn30 [14,15]、 Mn25[16]、Mn21[17]、Fe9[18]、Fe4[19,20]等，其合成策略主要有：（1）选择合适的配体与金属盐反应后重结晶得到，例如，[Mn25O18(OH)2(N3)12(pdm)6(pdmH)6](Cl)2•12MeCN是用MnCl2•4H2O与pdmH2（pdmH2是2,6-吡啶甲二醇）和NaN3在MeOH/MeCN溶液中，用NMe4OH处理得到；单分子磁体[Fe9(N3)2(O2CMe)8{( 2-py)2 CO2}4]是用Fe(O2CMe)2·1.75H2O与配体(2-py)2CO2（py是吡啶）通过简单的溶液法反应得到。
（2）将相对较小的簇合物作为构建块，用溶液法组装大的簇合物。
例如，用Mn12合成[Mn21O24(OMe)8(O2CCH2tBu)16(H2O)10]、[Mn30O24(OH)8(O2CCH2Bu’)32(H2O)2 (MeNO2)4]、[Mn30O24 (O H)8(O2CCH2C(CH3)3)32 (H2O)2 (CH3NO2)4]和[Mn84O 72(O2CMe)78(OMe)24(MeOH)12 (H2O)42 (OH)6]•xH2O•yCHCl3。
这些簇合物的合成都是将较小的簇合物溶解在有机溶剂中，通过重结晶或加适量的构成簇合物分子的金属盐和配体组装成巨型簇合物。
从以上合成方法可以看出，单分子磁体纳米金属氧簇合物的组装相对较为简单，且带有一定的偶然性。
3．结构特征3.1 锰氧簇合物3.1.1 Mn21簇合物1本课题得到国家自然科学基金（NO.20301010）和南京大学人才引进、学科建设、测试基金资助。
图1是[Mn21O 24(OMe)8(O2CCH2tBu)16(H2O)10]的核心结构，Mn核近似共平面，外围被16个μ-O2CCH2tBu和10个H2O配体占据。
在21个锰中，九个锰Mn（Mn1- Mn5）和两个锰MnⅢ（Mn8）共平面，而在顶部和底部的两个Mn5月牙（Mn7,Mn6,Mn10,Mn11,Mn9）稍微偏离该平面。
图1. 巨型分子[Mn21O 24(OMe)8(O2CCH2tBu)16(H2O)10]的核心结构3.1.2 Mn25簇合物图2 巨型分子[Mn25O18(OH)2(N3)12(pdm)6(pdmH) 6](Cl)2•12MeCN的核心结构图2是[Mn25O18(OH)2(N3)12(pdm)6(pdmH) 6](Cl)2•12MeCN簇合物晶体结构，Mn25阳离子是一个笼状结构，包括三种类型的亚结构，五个平行层以ABCBA排列（见图3），层A是一个带有μ3- OH-离子帽的MnⅡ3三核单元（Mn1、Mn2、Mn4），层B是一个MnⅢ6三角形（Mn3、Mn5、Mn6、Mn7、Mn8、Mn9），其中包含三个共享角MnⅢ3的三角形，层C是一个带有中心MnⅣ离子的六边形（Mn11- Mn13、Mn11a-Mn13a）。
层间通过氧、醇氧或叠氮桥结合在一起，分子的外围被pdm2-、pdmH-和端基N3-配体占据。
由于MnⅡ-MnⅢ之间通过N3-桥铁磁偶合，分子具有高的自旋基态（S=51/2）[18]，是目前具有最大自旋基态的单分子磁体[16]。
图3 簇合物[Mn25O18(OH)2(N3)12(pdm)6(pdmH) 6](Cl)2•12MeCN的阳离子中心对称核（上图）和它的三种类型构建层（下图）3.1.3 Mn30簇合物两个Mn30簇合物有类似的结构。
现对簇合物[Mn30O (OH)8(O2CCH2Bu’)32(H2O)2(MeNO2)4]作简要的分析。
24图4是[Mn30O 24(OH)8(O2CCH2Bu’)32(H2O)2(MeNO2)4]的核心结构，它是由一个中心近似图4 巨型分子[Mn30O 24(OH)8-(O2CCH2Bu’)32(H2O)2(MeNO2)4]的核心结构线性的Mn4O6骨架构成，结构的两边有两个[Mn13O9(OH)4]单元，外围被32个Bu’CH2CO2-、2个H2O和4个MeNO2包围。
32个羧基表现三种不同的配位模式（图5）： 24个羧基是以syn,syn, µ3-桥模式（Ⅰ）连接二个锰离子，6个羧基是以syn,syn,anti,µ3-桥模式（Ⅱ）连接三个锰离子，其余两个羧基是以单齿的方式与MnⅡ离子Mn(17)或Mn(17’)配位。
四个MeNO2分子中，两个是以模式（Ⅲ）分别与Mn(17)和Mn(17’) 配位，而另外两个是以syn,syn,anti,µ3-桥模式(Ⅳ)连接Mn(9)、 Mn(8) 、Mn(13)，并位于这三个Mn3+离子的姜-泰勒拉长轴上，在姜-泰勒拉长轴终端，两个H2O(O19,O19’)与Mn(2)配位。
图5分子[Mn30O 24(OH)8-(O2CCH2Bu’)32(H2O)2(MeNO2)4]中金属离子的配位模式3.1.4 Mn84簇合物Mn84是至今为止报道的最大的Mn环簇合物，也是最大的单分子磁体。
图6是[Mn84O (O2CMe)78(OMe)24(MeOH)12 (H2O)42(OH)6]•xH2O•yCHC l3的核心结构，它是一个六边形P6 72空间群，晶体中含有分子的1/6个非对称单位、25个水和两个无序的氯仿溶剂分子。
图6 {Mn84}的圆环结构圆环面{Mn84}是由几乎线性的[Mn3O4]和立方体的[Mn4O2(OMe)2]交替排列的C6对称结构，所有的金属中心是六配位。
其大小和具有美学欣赏的结构见图7。
图7 分子结构和大小的赏析图3.2 铁氧簇合物3.2.1 Fe4簇合物据我们所知，在报道的铁簇合物中，属于单分子磁体的有Fe4[19,20]、Fe8[21,22]、 Fe9[18]、Fe10[23]和 Fe19[24]。
图8是[Fe4( OMe)6 ( dpm)6]（左）与[Fe4( thme)6( dpm)6]（右）两个单分子磁体核心结构的对比图。
左图是D3对称结构，C3轴通过Fe1，C2，和C3，而三个C2轴的方向沿着Fe1…Fe2，Fe1…Fe2’和Fe1…Fe2’’。
因此，四个Fe原子共面，六个醇氧桥完全等同。
右图与之主要不同点是配体thme3-强加的几何约束力使O1-Fe1- O1’角从93.6o减小到89.16（5）o，而Fe1…Fe2的键长从3.137Å缩短到3.0857Å。
图8 [Fe4( OMe)6( dpm)6] （左）与[Fe4( thme)6( dpm)6]（右）核心结构3.2.2 Fe9簇合物图9是[Fe9(N3)2(O2CMe)8{( 2-py)2 CO2}4]的分子结构简图。
非对称九核分子包含两个几乎同样的单元，两个正方锥体共用一个顶点FeⅡ离子（Fe1），离子间通过四个µ5:η1:η3:η:η1( 2-py)2 CO2配体[18]连接。
每个Fe… Fe构成的锥体基部边通过一个syn,synµ2:η1:η1羧3基配体进一步桥联。
四个羧基配体在每个锥体底部构建了一个孔穴，一个非常少见的µ4:η1叠氮配体捕获在帽状的四方形底部。
这种桥联模式,仅在它的姊妹簇合物Co9和Ni9中看到[25，26]。
图9 [Fe9(N3)2(O2CMe)8{( 2-py)2 CO2}4]核心结构图4．簇合物的磁性质金属氧簇合物在磁学性质上，通常表现为分子内或分子间的反铁磁性，这些性质可以从它们的直流场下的磁化率和交流场下的磁化率等表征数据中看出。
4.1 χM T对温度T的变化曲线常规的χM T对温度T的变化曲线可以看出配合物的基态信息，在本文所涉及的簇合物中，χM T对温度T的变化曲线有两种形状：图10是[Mn21O 24(OMe)8(O2CCH2tBu)16(H2O)10]图10 [Mn21O 24(OMe)8(O2CCH2tBu)16(H2O)10]的χM T对温度T的变化曲线的χM T对温度T的变化曲线，图中χM T在300K时的数值为42.1cm3Kmol-1。
随着温度的降低，χM T值持续下降，在25K时，为19.0cm3Kmol-1，之后随着温度的进一步下降迅速减小，在2.00K时为4.47cm3Kmol-1，这说明分子内存在反铁磁性相互作用。
而低温部分的迅速下降主要是由于基态的零场分裂造成的[27]。
相对大的S（13/2）和D（-0.53cm-1）值及磁化强度慢弛豫性显示该分子可能是单分子磁体 [17]；图11是[Fe9(N3)2(O2CMe)8{( 2-py)2 CO2}4]的χM T 对温度T的变化曲线（H=1,5,10,和50kG）。
图中χM T在300K时的数值为31.84cm3 mol-1K，随着温度的降低，χM T值持续上升，在19K时(H=1kG)，达到最大值59 cm3 mol-1K。
之后随着温度的进一步下降迅速减小。