基于4-氨基-1,2,4-三氮唑席夫碱配体的配合物的合成及磁性研究

作     者：胡洁 

作者单位：华中科技大学 

学位级别：硕士

导师姓名：王振兴

授予年度：2022年

学科分类：080801[工学-电机与电器] 0808[工学-电气工程] 081704[工学-应用化学] 07[理学] 08[工学] 070304[理学-物理化学(含∶化学物理)] 0817[工学-化学工程与技术] 0805[工学-材料科学与工程（可授工学、理学学位）] 080502[工学-材料学] 0703[理学-化学] 

主      题：低维磁性材料 1,2,4-三氮唑席夫碱配体 电子自旋共振 溶剂热法 

摘      要：磁性材料在生产生活中有着极其广泛的应用,为了适应时代发展的新需求,获得新型、性能优良的磁性材料具有重要意义。低维磁性材料具有自旋量子效应,这就意味着该体系可能具有与三维磁性材料不同的物理学现象。此外,自旋量子涨落也与高温超导化合物的超导性有关,因而低维磁性材料备受研究者的关注。目前已经报道了大量低维磁性材料,但多为纯无机材料,对金属-有机配合物的探索研究不够充分,相关的磁构效关系尚不明确。另一方面,对于多核体系,难以定量地得到磁性金属离子间的交换相互作用。基于4-氨基-1,2,4-三氮唑希夫碱类配体所具有的良好配位能力,本论文选择并合成了四种具有不同取代基的4-氨基-1,2,4-三氮唑希夫碱类配体进行低维磁性材料的合成。除了进行基本磁性测量以外,还结合了电子自旋共振测量(ESR)对所得化合物的磁构相关性进行分析;基于不同模型,通过精确对角化方法对上述实验结果进行拟合,得到了关于交换相互作用和g因子的信息等。探索了金属-有机配合物体系作为磁性材料的可能性,所合成的化合物丰富了低维磁性材料体系。本文的主要内容如下:(1)利用溶剂热法和扩散法合成了三种具有二维层状结构的化合物。其结构表征结果表明配体具有的Cl、Br取代基对Co的配位环境以及Co-Co距离影响甚微,对层间距离影响较大。磁性测量结果表明三者均为顺磁性物质,模拟后得到的D值分别为-18.72 cm、-18.21 cm、-18.36 cm,吸电子取代基的存在会使得|D|(D为轴向零场分裂参数)减小,吸电子效应越强,|D|越小。(2)改变溶剂后利用溶剂热法得到了两种具有二聚体结构的配合物。磁性表征结果表明两者磁性离子Co的有效自旋为1/2,均具有非磁性基态,在低温下并未出现磁有序,负的外斯温度表明磁性离子存在反铁磁交换作用。ESR实验数据中得到的自旋隙表明化合物中存在自旋涨落,可以作为量子反铁磁体材料。