稀土单分子磁体的研究进展
Polyhedral（ a） and ballandstick（ b）
9－ representations of the ［ Ln（ W5 O18 ） 2］ cluster［26］
9 －［26 ］ POMs） ［ ErW10 O36］ 另外， 稀土离子的多金属氧酸盐 （ polyoxometalates， 是第 1 个具有单分子磁 体性质的多酸类单核稀土离子配合物 （ 图 2 ） ， 其有效能垒是 55 K。
－1 在过渡金属单分子磁体中， 具有不同 | S z | 值的金属离子亚能级间的能级差只有 1 ～ 10 个 cm 。因 此， 当受 到 适 当 的 外 磁 场 作 用 使 2 个 亚 能 级 相 同 时， 就 会 出 现 量 子 隧 穿 现 象 。而 在 稀 土 配 合 物 －1 ［ Pc2 Tb］－ 中， 最低亚能级与其它亚能级间的能级差达几百个 cm 。如果按照过渡金属单分子磁体发生
［15 ］
价， 也就是说单分子磁体自旋翻转的能垒主要取决于旋轨耦合的强度 ， 无法靠分别优化 S 和 D 来实现。 因此， 分子中引入单电子数多、 具有强旋轨耦合作用的稀土离子是制备高能垒单分子磁体的重要途径 。 但是， 由于稀土离子中 4 f 电子受 5 s 和 5 p 电子的屏蔽， 很难提高离子间磁相互作用的强度以及稀土离子 普遍存在磁化强度量子隧穿（ QTM） 效应致使磁各向异性能垒降低的现象 ， 因此获得高能垒的稀土单分 ， 从而相关报道较少。随着对稀土单分子磁体研究的深入 ， 目前已发现个别单核 ［1722 ］ 。针 抗磁基态的 Dy3 三角配合物也观察到磁化强度的缓慢弛豫 稀土配合物呈现单分子磁体行为 ， 子磁体有一定困难 对这些新发现， 完善并拓展已有理论， 是目前单分子磁体研究的挑战性课题 。 ， 为此 本文对稀土离子单分子磁体最新发展趋势的文献资料进行综述 ， 着重介绍了稀土单分子磁体 磁化强度的缓慢弛豫机理， 期望为从事该领域的研究者提供参考 。
Pc2 Ln Ⅲ］－ 的结构图［34］ 图1 ［ Fig． 1
Ln
9－ Ln（ W5 O18 ） 2］ 图2 ［ 簇的多面体（ a） ［26 ］ 和球棍（ b） 示意图
Structure of ［ Pc2 Ln Ⅲ］－［34］ Fig． 2
Ⅲ
Pc = dianion of phthalocyanine， = trivalent 键词
稀土单分子磁体的研究进展
林双燕 郭云南 许公峰 唐金魁
*
（ 中国科学院长春应用化学研究所， 稀土资源利用国家重点实验室
长春 130022 ）
在信息存储和量子计算方面具有广阔应用前景的单分子磁体及相关研究中， 应用各向异性显著的
稀土离子以期提高单分子磁体自旋翻转能垒的研究倍受关注 。本文综述了稀土单分子磁体的研究进展， 并着 重介绍了单核、 三核及四核镝配合物单分子磁体的磁学性质 。 单分子磁体， 稀土离子， 弛豫， 量子隧穿， 磁性表征 文献标识码： A 0518 （ 2010 ） 12136507 文章编号： 1000中图分类号： O646． 8
Pc2 Ln］－ （ Ln = Tb， Dy， Ho， Er， Tm， or Yb） 图3 ［ 基态多重态的亚能级能级图 Fig． 3
［33 ］
Energy level diagrams of the groundstate multiplets
for ［ Pc2 Ln］－ （ Ln = Tb， Dy， Ho， Er， Tm， or Tb） ［33］
3+ 3+
Energy level diagrams of the groundstate （ Ln = Tb， Dy， Ho or Er） ［27］
multiplets for Na9［ Ln（ W5 O18 ） 2 ］ · x H2 O
3+ 3+ 穿现象， 酞菁 Er 配合物则没有单分子磁体性质。然而从图 4 可以看到， 多酸配合物 Tb 配合物最低 3+ 3+ 亚能级 | J z | = 0 是单线态， 而多酸 Er 配合物最低亚能级为 | J z | = 13 /2 。所以酞菁 Er 配合物不是单分
［15 ］ 。 前沿研究领域之一 AC［6］以来， 自 1993 年发现第一个单分子磁体 Mn12 经过十几年的努力， 已对过渡金属离子单分子
， Fe、 V 和 Ni 等多种多核单分子磁体［11-12］。对过渡金属单分子磁 得到了 Mn、 ［1314 ］ ， 体的研究证明高自旋基态（ S） 和显著的负各向异性 （ D ） 是单分子磁体必须具备的 2 个要素 二者 多年来， 人们一直致力于高自旋和大各向异性 结合产生自旋翻转的能垒。为获得高能垒的单分子磁体， 磁体做了较深入的研究 分子的设计。但 Ruiz 等 于 2008 年基于对 Mn6 体系磁各向异性与磁相互作用的理论研究揭示了高自 旋基态与大单轴各向异性是不可兼得的 。证明提高分子的自旋基态往往以降低体系的磁各向异性为代
Er3 + ） 因为处于不同的配位环境， LF 就会导致稀土 离子基态多重态的亚能级结构不同， 从而表现出不 Ln3 + 是处在 同的磁性质。在稀土 POMs 配合物中， Ln3 + 处 轴向压缩的配位环境中， 而在酞菁配合物中， 在轴向拉长的配位环境中。因此， 同一稀土离子的 2 种配合物的最低能级差别会很大甚至相反， 尤其 Er3 + 和 Tb3 + 的配合物。由图 3 可知， Tb3 + 和 Dy3 + 的 酞菁配合物的最低亚能级是具有较大 | J z | 值的双重 态， 如 Tb
DOI： 10． 3724 / SP． J． 1095． 2010． 00171
［710 ］
稀土离子单分子磁体的分类及性质
1366
应用化学
第 27 卷
1． 1
单核稀土离子单分子磁体 3334 ］ 2003 年 Ishikawa 等［19， Pc2 Tb］－ 和［ Pc2 Dy］－ （ Pc 为酞 报道了第一个具有磁化强度缓慢弛豫的［ 菁的二价阴离子） 双层夹心型配合物单核稀土离子单分子磁体 （ 图 1 ） 。这 2 个配合物在 1. 7 K 温度以
第 27 卷 第 12 期 2010 年 12 月
应用化学 CHINESE JOURNAL OF APPLIED CHEMISTRY
Vol． 27 No． 12 Dec． 2010
檵殝
檵檵檵檵殝 综合评述 檵殝
信息技术的飞速发展， 要求开发具有更高存储密度及更快响应速度的信息存储材料。单分子磁体 是由分立的、 磁学意义上没有相互作用的单个分子构成而不是由一个三维扩展晶格 （ 如金属、 金属氧化 T B ） 以下呈现磁滞行为， 物等） 构成的， 并在阻塞温度（ blocking temperature， 因此在超密存储和量子计算 等领域展现出广阔的应用前景。近年来， 相关研究发展很快， 成为融合物理、 化学和材料等诸多学科的
级间能量差更小， 所以 Dy 配合物弛豫可能不需翻越特别高的能垒 。对于 Er 和 Tm 的配合物中， 稀土离
第 12 期
林双燕等： 稀土单分子磁体的研究进展
1367
子的最低亚能级的 | J z | 是最小值， 说明具有强易面型磁各向异性， 因此不表现单分子磁体性质。对于 Ho 和 Yb 的配合物中， 稀土离子最低亚能级的 | J z | 是基态多重态中的中间值， 具备形成单分子磁体的条件。
配合物单分子磁体。比较而言， 文献对单核、 三核及四核稀土单分子磁体的研究较多 。以下将重点介绍 这 3 类稀土离子单分子磁体。
20100324 收稿， 20100520 修回 91022009 ） 资助项目 国家自然科学基金（ 20871113 ， mail： tang@ ciac． jl． cn； 研究方向： 分子磁性材料 通讯联系人： 唐金魁， 男， 研究员； E-
［27 ］ 3+ 稀土酞菁配合物与稀土多酸（ POMs） 盐的单分子磁体行为比较 对于同一稀土离子 （ 如 Er ） ， 3+ 3+ AlDamen 多酸 Er 配合物表现出单分子磁体性质， 而酞菁 Er 配合物却没有单分子磁体行为的问题，
估算了多酸配合物的配位场 （ LF ） 参数和基态 多重 态 J 的 分 裂 情 况 （ 图 4 ） 。同 一 稀 土 离 子 （ 如
1． 1． 1 量
［19 ， 38 ］
稀土离子酞菁 配 合 物 单 分 子 磁 体 的 形 成 机 理
－ － 对［Pc2 Tb］ 和［Pc2 Dy］ 的 交 流 磁 化 率 测
2 个配合物均出现了与频率有关的虚部交流磁化率 （ χ ″） 峰值。将样品稀释降低其分子间 表明， 作用后， 出现磁化率峰值的温度有所提高 ， 但是峰值的振幅无变化， 这表明 2 个配合物的慢弛豫属于单 － － Pc2 Tb］ 和［ Pc2 Dy］ 的性质， 个分子［ 而不是由分子间相互作用或长程有序作用引起的 。 ［ Pc2 Tb］－ 出现磁化强度弛豫的温度比 不同稀土离子酞菁配合物磁化强度弛豫存在很大的差异， 3+ ［ Pc2 Dy］－ 高， Tm3 + 和 Yb3 + 的夹心酞菁配合 而 Er 、 物却未表现出单分子磁性行为。为解释这些现象， 38 ］ 1 Ishikawa 等［33-34， 对磁化率和 H NMR 数据进行了 多维最小二乘分析， 计算了它们的配体场参数， 确定 3+ 3+ 3+ 3+ 3+ 3+ 了 Tb 、Dy 、 Ho 、 Er 、 Tm 和 Yb 的 ［ Pc2 Ln］－ TBA + 夹 心 酞 菁 配 合 物 的 基 态 多 重 态 （ 图 3） 。 Tb3 + 的最低亚能级为 J z = ± 6 ， 在 Tb 配合物中， 分别对应于角动量 J = 6 基态多重态中的最大（ spinup） 和 最 小 值 （ spindown ） ； Dy 配 合 物 中 Dy3 + 的 | J z | = 13 /2 处 于 最 低 亚 能 级，仅 低 于 Dy3 + 的 | J | max = 15 /2 。说明这 2 个配合物具有强易轴型磁 各向异性而显示出单分子磁体性质 。从图 3 还可看 Dy 配合物亚能级分布比 Tb 配合物更均匀， 出， 亚能
稳定自由基与六氟乙酰丙酮稀土配合物的合成和磁性研究
中 ，然 后 降 温 至 ６ Ｃ ，加 入 １ ． ｍｇ 的 Ｎ Ｔ ｈ Ｉ ０ｏ ０７ ＩＰ Ｃ ，搅 拌 ２ ｎ 然 后 降 至 室 温 继 续 搅 拌 ８ ｈ 过 滤 ， 燥 ， 蓝 紫 色粉 ０ ｍｉ ， 。 干 得 末 。 将 滤 液 置 于 冰箱 中 （ ， 周 后 析 出 蓝 紫 色 晶体 。 ４ｏ 一 Ｃ）
ｒ斟学 颜 察
１
Ｌ２ ０ ｏ旧年舅 ５期 Ｊ
祁玉 清 王大 章 韩 昕 （ 通标标准技术服务有限公司天津分公司 天ห้องสมุดไป่ตู้ ３０５ ０４ ）
稳定 自由基 与六氟 乙酰丙酮稀土配合物
的合成和磁性研 究
【 要】 摘 对稳定 自由基与六氟乙酰丙酮稀土配合物的合成进行 了 研究， 通过元素分析、 电导测定、 热重分析、 红
３
结 果 和 讨 论
① 向 ７ｇ六 氟 乙酰 丙 酮 中 加 入 ３ ｍｌ 离 子 水 ，与 振 荡 器 去
３． 配 合物 的组 成 与 表 征 １ ６种 配 合 物 的 元 素 分 析 结 果 列 于 表 １ 表 明 得 到 了组 成 为 ， Ｉｎ ｈ ａ （ Ｔ ｈ ）・ｎ ７ ６的 酉 合 物 。 Ｌ （ ｆｃ） ＮＩＰ ＣＩ２ Ｃ Ｈ１ 】 配合 物 的正 庚 烷 溶 液 （ Ｏ ｍｏ／ 的摩 尔 电导 值 均 接 近 于 １ ｌ Ｌ） 零 （ ２）说 明六 氟 乙酰 丙酮 在 配位 内界 ， 表 ， 配合 物 为 非 电解 质 。 这 ６个 配 合 物 具 有相 似 的 红 外 光 谱 图 ，几 个 主 要 特 征 峰 列 于 表 ３。谱 图 中 （ Ｇｄ ｈ ａ ３（ ＴＰ ＣＩ ０．Ｃ Ｈ，为 例 ） （ ｆｃ）】ＮＩ ｈ ２ ５ ７ ６ ・ 在 １ ０ ～１ ０ ｍ 谱 区 内 均 有 ２ 个 特 征 的 强 吸 收 峰 ５ ０ ７ ０ ｃ
《基于多齿柔性芳酰腙配体的镝(Ⅲ)配合物的合成、结构及磁性研究》范文
《基于多齿柔性芳酰腙配体的镝（Ⅲ）配合物的合成、结构及磁性研究》篇一一、引言近年来，稀土元素配合物因其独特的物理化学性质，在材料科学、磁学、光学以及生物医学等领域具有广泛的应用前景。
镝（Ⅲ）作为稀土元素中的一员，其配合物的合成及性能研究显得尤为重要。
本文以多齿柔性芳酰腙配体为基础，合成了一系列镝（Ⅲ）配合物，并对其结构及磁性进行了深入研究。
二、实验部分1. 配合物的合成采用多齿柔性芳酰腙配体与镝（Ⅲ）盐进行配位反应，合成了一系列镝（Ⅲ）配合物。
具体合成步骤如下：首先，将多齿柔性芳酰腙配体溶解在适当的溶剂中；然后，加入镝（Ⅲ）盐，在一定的温度和pH值下进行配位反应；最后，通过离心、洗涤、干燥等步骤得到配合物。
2. 配合物的表征利用X射线衍射、红外光谱、核磁共振等手段对合成的镝（Ⅲ）配合物进行表征，确定其结构。
三、结果与讨论1. 配合物的结构通过X射线衍射等手段，我们得到了镝（Ⅲ）配合物的晶体结构。
结果表明，配合物具有多齿配位的特点，配体与镝（Ⅲ）离子之间形成了稳定的配位键。
配合物的结构中存在多种配位模式，如桥联配位、螯合配位等。
此外，配体的柔性结构使得配合物具有一定的空间构型，有利于磁性的传递。
2. 配合物的磁性研究对合成的镝（Ⅲ）配合物进行了磁性研究。
结果表明，配合物具有明显的磁各向异性，表现出较好的单分子磁体行为。
通过改变配体的种类和结构，可以调节配合物的磁性性能。
此外，我们还研究了温度、外加磁场等因素对配合物磁性的影响。
四、结论本文以多齿柔性芳酰腙配体为基础，合成了一系列镝（Ⅲ）配合物，并对其结构及磁性进行了深入研究。
结果表明，配合物具有多齿配位、空间构型可调等特点，有利于磁性的传递。
通过磁性研究，我们发现配合物具有明显的磁各向异性，表现出较好的单分子磁体行为。
此外，通过改变配体的种类和结构，可以调节配合物的磁性性能。
因此，这类镝（Ⅲ）配合物在磁性材料领域具有潜在的应用价值。
五、展望未来，我们将进一步研究多齿柔性芳酰腙配体与其他稀土元素的配位反应，探索更多具有优异性能的稀土配合物。
应用化学第27卷(1—12期)总目次
崔 永涛 王 建 强 殷
俊 季 春 香 郭 成
１５ ） （３
亚 甲基 蒽 苯 乙烯 吡 啶盐 的合 成 、 结构 及 双 光 子 吸 收性 质 … … … … … … … … … … … … … … … … … … … … …… … … …
…………………………………………… 林 双燕 郭云南
研 究论 文 ・
Ⅳ一 羟苄 基 氨 基 酸 的合 成 、 征 及 抑 菌 活 性 … … … … … … … … … … … … … … … … … … … … … … … … … … …… …… 邻 表
… … … … … … … … … … … … … … … … …
海洋污损生物粘附机制及防污涂层表面工程 …………………………… 周文木
储 氢 材 料 第 一 性 原 理计 算 的 研究 进展
王孝 杰
胡碧茹
吴文健
９ ９ ３ （９ ）
… … … … … … … … … … … … … … 李 兰 兰 程 方 益 陶 占 良 陈 军 ９ ９ ８ （９ ） 胡晓晖 邓 少 平 １ （ １７ ０ １１）
贵金 属 纳 米粒 子修 饰 的核 胶 球 复 合 材 料 的研 究 进 展
苯并 噻 吩类 稠 环 有 机 半 导 体 材 料 的合 成 及 在 场 效 应 晶体 管 中应 用 研 究 的进 展 有 机 化 合 物 的氧 化 溴 化 研 究 进 展
… … … … … 张 玉 梅
… … … … … … … …… … … …… …… …… …… … 居 洁 高建 荣 李 郁锦 徐辉碧
类 金 刚 石 薄 膜 修 饰 的传 感 器 在 电 化 学 中 的应 用 … … … …… …… …… 毛 岳 忠 田师 一
材料化学实验-1-1
材料化学实验吉林大学化学学院实验一Mn12单分子磁体的合成一、实验目的1. 了解单分子磁体的基本性质。
2. 掌握[Mn12O12 (O2CMe) 16 (H2O) 4 ]的合成方法。
二、实验原理单分子磁体是近二十年来才发展起来的一种新型磁性材料。
不同于传统的磁性材料，单分子磁体的磁性并不是由分子间的长程有序相互左右产生的，而是由单个分子内自旋中心的相互作用而产生的。
所以单分子磁体具有体积小、尺寸单一、可溶性好等一些其他材料无法替代的优点。
这使得其在高密度存储、量子计算机等方面有着巨大的潜在应用价值。
[Mn12O12 (O2CMe) 16 (H2O) 4 ]是1993年由Roberta Sessoli、Hui Lien Tsai 等发现的第一个具有单分子磁体性质的化合物。
其结构可以看成是由四个Mn(Ⅳ)为核心，八个Mn(Ⅲ)环绕在周围的结构。
[Mn12O12 (O2CMe) 16 (H2O) 4 ]分子，紫色球为Mn(Ⅳ)，蓝色球为Mn(Ⅲ)，红色球为O制备[Mn12O12 (O2CMe) 16 (H2O) 4 ]是一个氧化还原反应，要在适当的条件下由高锰酸钾氧化醋酸锰得到目标产物，同时控制反应温度以提高产率。
反应方程式为：44Mn(CH3COO)2·4H2O+16KMnO4+18CH3OOH =5[M n12O12(CH3COO)16(H2O)4]·2CH3COOH·4H2O+16K(CH3COO)+140H2O三、实验仪器和试剂1. 仪器100ml烧瓶1个50ml量筒1支电子天平1台控温磁力搅拌器1台循环水真空泵1台布式漏斗1个抽滤瓶1个磁力搅拌子1个研钵1个X射线粉末衍射仪2. 试剂去离子水冰醋酸A.R.醋酸锰A.R. 高锰酸钾A.R.四、实验步骤1.在40ml 60%的醋酸溶液中加入醋酸锰4.04g 16.5mmol，搅拌使醋酸锰完全溶解。
2.取高锰酸钾1.00g 6.33mmol，研细，在搅拌下将研细的高锰酸钾加入到醋酸锰溶液中，搅拌使高锰酸钾完全溶解（约5～10分钟）。
用稀土钕铁硼强磁生物效应创新消化外科修复重建技术的-中华医学会
中华医学科技奖形式审查结果公布年份2018推荐奖种医学科学技术奖项目名称用稀土钕铁硼强磁生物效应创新消化外科修复重建技术的系列研究推荐单位推荐单位：陕西省医学会推荐意见：消化道局部切除后吻合重建是外科基本要求，用无缝线、非钉合方式实现重建是极具挑战的世界性难题。
在国家自然科学基金重点、面上项目及省部级科研项目的资助下，秉承医工结合理念，本项目深入研究稀土金属钕铁硼强磁生物力学和组织效应，发明并制成安全特效的吻合器械，革新了复杂疑难消化道疾病外科治疗中的修复重建模式。
总体获得三大方面科学发现和技术突破：（1）国内首创磁力压榨微创消化道管腔再通或修复技术，为部分复杂疑难病症创立了理想的微创治疗方法。
（2）国际首创磁压榨胆肠、胰肠安全高效重建技术和磁吻合大血管快速重建技术，减少了手术创伤和并发症的发生。
（3）系统研究了单分子磁体磁学特性；用功能性磁性水凝胶细胞培养和人工组织修复模型研究了磁生物效应及相关机理；揭示了静磁场的肿瘤抑制效应及其可能机制；在国际上首次建立了烧结型稀土金属钕铁硼人体消化道短期植入无害化表面改性技术方案；根据临床需求用物理场有限元分析方法模拟优化磁路设计，发明制作了多种磁吻合器械；项目授权国家发明专利10项，发表SCI收录论文20篇，参加国内外会议18人次。
国内外专家评价该技术高度原创、临床应用优势明显，甚至在某些疾病治疗中具有不可替代性，对推进疾病治疗的微创化和实现快速康复外科具有重要意义。
项目诞生了一系列国内外首创性研究成果，总体水平达到国际先进水平。
拟推荐该项目参评2018年中华医学科技奖一等奖。
项目简介炎症、损伤、肿瘤、狭窄、梗阻、结石及先天畸形是消化道疾病最常见的临床病理表现，去除病变、消除梗阻、重建消化道连续性或者器官的有效血供是外科手术的基本要求。
磁力吻合是利用“非接触性磁场力”对磁体间组织进行压榨，使其发生“缺血-坏死-脱落”，而压榨旁组织则发生“黏连-修复-愈合”，可完成复杂重建任务，因其兼具高效和高质双重优点而成为潜在“智慧吻合”方式备受青睐，成为医工结合前沿尖端科技创新领域重点关注的热点和焦点。
稀土永磁详细介绍
用于镝灯的制备，在镝灯中采用的工作物质是碘化镝，这种灯具有亮度大、颜色好、色温高、 体积小、电弧稳定等优点，已用于电影、印刷等照明光源。(6)由于镝元素具有中子俘获截 面积大的特性，在原子能工业中用来测定中子能谱或做中子吸收剂。(7)Dy3Al5O12 还可用 作磁致冷用磁性工作物质。随着科学技术的发展，镝的应用领域将会不断的拓展和延伸。
镨是用量较大的稀土元素，其主要用于玻璃、陶瓷和磁性材料中。(1)镨被广泛应用于 建筑陶瓷和日用陶瓷中，其与陶瓷釉混合制成色釉，也可单独作釉下颜料，制成的颜料呈淡 黄色，色调纯正、淡雅。(2)用于制造永磁体。选用廉价的镨钕金属代替纯钕金属制造永磁 材料，其抗氧性能和机械性能明显提高，可加工成各种形状的磁体。广泛应用于各类电子器 件和马达上。(3)用于石油催化裂化。以镨钕富集物的形式加入 Y 型沸石分子筛中制备石油 裂化催化剂，可提高催化剂的活性、选择性和稳定性。我国 70 年代开始投入工业使用，用 量不断增大。(4)镨还可用于磨料抛光。另外，镨在光纤领域的用途也越来越广。
钬(Ho) 十九世纪后半叶，由于光谱分析法的发现和元素周期表的发表，再加上稀土元素电化学 分离工艺的进展，更加促进了新的稀土元素的发现。1879 年，瑞典人克利夫发现了钬元素 并以瑞典首都斯德哥尔摩地名命名为钬(holmium)。 钬的应用领域目前还有待于进一步开发，用量不是很大，最近，包钢稀土研究院采用高 温高真空蒸馏提纯技术，研制出非稀土杂质含量很低的高纯金属钬 Ho/∑RE>99.9%。目前钬 的主要用途有：用作金属卤素灯添加剂，金属卤素灯是一种气体放电灯，它是在高压汞灯基 础上发展起来的，其特点是在灯泡里充有各种不同的稀土卤化物。目前主要使用的是稀土碘 化物，在气体放电时发出不同的谱线光色。在钬灯中采用的工作物质是碘化钬，在电弧区可 以获得较高的金属原子浓度，从而大大提高了辐射效能。(2)钬可以用作钇铁或钇铝石榴石 的添加剂;(3)掺钬的钇铝石榴石(Ho:YAG)可发射 2μ m 激光，人体组织对 2μ m 激光吸收率高， 几乎比 Hd:YAG 高 3 个数量级。所以用 Ho:YAG 激光器进行医疗手术时，不但可以提高手术效 率和精度，而且可使热损伤区域减至更小。钬晶体产生的自由光束可消除脂肪而不会产生过 大的热量，从而减少对健康组织产生的热损伤，据报道美国用钬激光治疗青光眼，可以减少 患者手术的痛苦。我国 2μ m 激光晶体的水平已达到国际水平，应大力开发生产这种激光晶 体。(4)在磁致伸缩合金 Terfenol-D 中，也可以加入少量的钬，从而降低合金饱和磁化所 需的外场。(5)另外用掺钬的光纤可以制作光纤激光器、光纤放大器、光纤传感器等等光通 讯器件在光纤通信迅猛的今天将发挥更重要的作用。 铒(Er) 1843 年，瑞典的莫桑德发现了铒元素(Erbium)。铒的光学性质非常突出，一直是人们 关注的问题：(1)Er3+在 1550nm 处的光发射具有特殊意义，因为该波长正好位于光纤通讯的 光学纤维的最低损失，铒离子(Er3+)受到波长 980nm、1480nm 的光激发后，从基态 4I15/2 跃迁至高能态 4I13/2，当处于高能态的 Er3+再跃迁回至基态时发射出 1550nm 波长的光，石 英光纤可传送各种不同波长的光，但不同的光光衰率不同，1550nm 频带的光在石英光纤中 传输时光衰减率最低(0.15 分贝/公里)，几乎为下限极限衰减率。因此，光纤通信在 1550nm 处作信号光时，光损失最小。这样，如果把适当浓度的铒掺入合适的基质中，可依据激光原 理作用，放大器能够补偿通讯系统中的损耗，因此在需要放大波长 1550nm 光信号的电讯网 络中，掺铒光纤放大器是必不可少的光学器件，目前掺铒的二氧化硅纤维放大器已实现商业 化。据报道，为避免无用的吸收，光纤中铒的掺杂量几十至几百 ppm。光纤通信的迅猛发展， 将开辟铒的应用新领域。(2)另外掺铒的激光晶体及其输出的 1730nm 激光和 1550nm 激光对 人的眼睛安全，大气传输性能较好，对战场的硝烟穿透能力较强，保密性好，不易被敌人探 测，照射军事目标的对比度较大，已制成军事上用的对人眼安全的便携式激光测距仪。 (3)Er3+加入到玻璃中可制成稀土玻璃激光材料，是目前输出脉冲能量最大，输出功率最高 的固体激光材料。(4)Er3+还可做稀土上转换激光材料的激活离子。(5)另外铒也可应用于眼 镜片玻璃、结晶玻璃的脱色和着色等。 铥(Tm) 铥元素是 1879 年瑞典的克利夫发现的，并以斯堪迪那维亚(Scandinavia)的旧名 Thule 命名为铥(Thulium)。 铥的主要用途有以下几个方面：(1)铥用作医用轻便 X 光机射线源，铥在核反应堆内辐 照后产生一种能发射 X 射线的同位素，可用来制造便携式血液辐照仪上，这种辐射仪能使铥
NdFeB_永磁体力学性能研究进展
NdFeB永磁体力学性能研究进展1.引言 烧结钕铁硼（Nd-Fe-B）是第三代稀土永磁材料[1]，由元素Nd、Fe、B组成，化学分子式为Nd2Fe14B，1984年Sagawa[2]等人通过粉末冶金技术，首次制备出了烧结钕铁硼永磁合金[3]。
与其他磁性材料相比，烧结钕铁硼永磁合金具有高内禀矫顽力、高剩磁和高磁能积等特点，其最大磁能积的理论值高达518 kJ/m3 （64MGoe）[4]。
自钕铁硼发现以来，因其具有优异的磁性能而被广泛应用于计算机、通讯、医疗、机械、航空航天以及国防军工等多个行业领域[5]。
在传统的计算机及电子技术领域，烧结钕铁硼稀土永磁材料制作的器件基本上不承受冲击力作用[6]，人们关注的重点主要集中在其较好的电磁学性能以及为改变磁性能而进行的微结构分析等[7-10]，对它的力学性能关注较少，特别是动态力学特性。
然而，随着磁悬浮列车、电动汽车、风力发电等行业的发展，烧结NdFeB磁体在电机、汽车零部件等各领域内应用逐年增加，同时对NdFeB的产量需求也逐年增加。
但由于汽车、飞机等的工作环境（高速、高压、高温）的特殊，其各个零部件都要承受较强的冲击力，所以对NdFeB的抗震抗冲击性有较高的要求。
同时烧结钕铁硼也应用于军事通讯、雷达、卫星、导弹制导等国防事业领域中，因此也会受到较大的冲击载荷作用。
作为一种典型的脆性材料，烧结钕铁硼的机械加工与抗震、抗冲击性非常差，这将大大制约其在高精度仪器仪表、高速电机、尖端国防技术装备等行业中的应用。
由此可见，开展NdFeB力学性能以及在载荷作用下破坏响应机制的研究具有重要的意义和价值。
张书凯、梁浩、房成、张洋、张薇、马晓辉、李军/文 中稀（微山）稀土新材料有限公司【摘要】：全面综述了NdFeB永磁体的制作工艺、力学性能以及发展历程，介绍了近些年来增强NdFeB磁体力 学性能的研究动态与进展，并分析了提升其力学性能的原理以及研究意义，总结了增强NdFeB磁体力 学性能的多种途径以及各自优势和不足，最后进一步展望了提升磁体力学性能的研究方向。
作为单分子磁体的金属氧簇合物的研究进展
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。
《基于多齿柔性芳酰腙配体的镝(Ⅲ)配合物的合成、结构及磁性研究》范文
《基于多齿柔性芳酰腙配体的镝（Ⅲ）配合物的合成、结构及磁性研究》篇一一、引言近年来，稀土配合物因其独特的物理和化学性质在材料科学、磁学、生物医学等领域展现出广泛的应用前景。
其中，镝（Ⅲ）配合物因其具有丰富的电子结构和独特的磁学性质，成为研究的热点之一。
多齿柔性芳酰腙配体因其具有良好的配位能力和灵活的分子结构，在构建稀土配合物方面具有显著的优势。
本文旨在研究基于多齿柔性芳酰腙配体的镝（Ⅲ）配合物的合成、结构及磁性，以期为相关领域的研究提供理论支持和实验依据。
二、实验部分1. 材料与方法本实验所使用的化学试剂和仪器设备均符合实验要求，且经过严格的质量控制。
多齿柔性芳酰腙配体通过文献方法合成，镝（Ⅲ）盐购自商业供应商。
本实验采用溶液法合成镝（Ⅲ）配合物，通过X射线单晶衍射、元素分析、红外光谱等方法对产物进行表征。
2. 配合物的合成在室温下，将多齿柔性芳酰腙配体与镝（Ⅲ）盐按一定摩尔比溶于适当溶剂中，搅拌一定时间后，静置陈化，得到无色或淡黄色晶体，即为镝（Ⅲ）配合物。
3. 结构表征通过X射线单晶衍射对镝（Ⅲ）配合物的晶体结构进行表征。
在衍射实验中，选择合适的晶体样品，测定其晶胞参数、空间群等结构信息。
同时，利用元素分析、红外光谱等方法对配合物进行进一步表征。
三、结果与讨论1. 晶体结构通过X射线单晶衍射分析，我们得到了镝（Ⅲ）配合物的晶体结构信息。
结果表明，配合物具有多齿配位结构，配体与镝（Ⅲ）离子通过氧原子和氮原子进行配位，形成了稳定的五配位或六配位结构。
此外，配合物分子间存在氢键、π-π堆积等相互作用，使得分子在空间上形成了有序的排列。
2. 磁性研究我们对镝（Ⅲ）配合物的磁性进行了研究。
在低温下，配合物的磁化率随温度的降低而增大，表现出明显的抗磁性。
通过对磁化率数据的分析，我们发现配合物具有单分子磁体的特性，具有一定的磁各向异性。
此外，我们还研究了配合物的交流磁化率、磁滞回线等性质，进一步证实了其磁学性质。
我国稀土资源的开发现状及发展方向
二、稀土资源—世界稀土资源分布
美国稀土资源约占世界稀土总量的
13.2%，位居全球第二，仅次于中国。
美国国内14个州蕴藏大量稀土矿，其中
已知储量最大的是加利福尼亚州的帕斯
山、阿拉斯拉州的博坎山脉和怀俄明州 美国已知储量最大的稀土资源——加州帕斯山矿
的贝尔洛奇山。
上世纪90年代开始，美国因环境污染问题和
依据稀土硫酸盐的溶解度差异，常把稀土分为轻、中、重稀土三组， 轻稀土为La、Ce、Pr、Nd四个元素，中稀土为Sm、Eu、Gd、Tb、Dy五 个元素，重稀土为Ho、Er、Tm、Yb、Lu和Y六个元素。
一、稀土概况—重稀土的发现历程
黑色石头
1787年 卡尔·阿雷尼乌斯军官在 瑞典 伊特比（Ytterby）村发现
一、稀土概况—应用
镧的应用非常广泛，主要用途有：应用于压电材料、 电热材料、热电材料、磁阻材料、发光材料(兰粉)、贮氢 材料、光学玻璃、激光材料、各种合金材料等。此外，镧 也应用到制备许多有机化工产品的催化剂中，光转换农用 薄膜也用到镧。在国外，科学家把镧对作物的作用赋与“ 超级钙”的美称。
一、稀土概况—应用
一、稀土概况—应用
钆主要用途：1.钆的硫氧化物可以作为 特殊亮度的示波管和x射线荧光屏的基质栅 网，改善示波管和X射线荧光屏的性能。2. 钆可作为抑制剂应用到核电站连锁反应级别 的控制中，以保证核反应的安全。3.钆可作 为钐钴磁体的添加剂，改善钐钴磁体的性能 ，保证其性能不会随温度的变化而变化。4. 钆也可用于医学、计算机等领域。
铥锭
一、稀土概况—应用
镱的主要用途包括：1. 因为镱在磁场中具有膨胀的 特性，即超磁致伸缩性，所以镱可作磁致伸缩材料。2.镱 可作热屏蔽涂层材料。3.镱元件在标定的压力范围内灵敏 度高，这为镱在压力测定应用方面开辟了一个新途径。4. 镱可用于无线电陶瓷、电子计算机记忆元件添加剂、荧光 粉激活剂、光学玻璃添加剂以及玻璃纤维助熔剂等方面。 5.镱还可用于磨牙空洞的树脂基填料，以 替换过去普遍 使用银汞合金。