稀土单分子磁体中的超精细相互作用研究

Single-molecule magnets (SMMs) have attracted broad interest in chemistry, physics and material science owing to their potential role in high density information storage, quantum computing and spintronics. From the Crystal Field Theory, it is revealed that the lanthanide SMMs with pentagonal bipyramidal coordination geometry can suppress the quantum tunneling of magnetism (QTM), which enables the research on how subtle factors such as hyperfine interactions affect the magnetic dynamics and QTM. This project will base on the pentagonal bipyramidal lanthanide SMMs to deeply investigate the difference between different isotopes with different nuclear spins. We will clarify how the hyperfine interactions affect the slow relaxation of magnetization in different conditions, which will provide new enlightenment on the targeted design of high performance lanthanide SMMs.

单分子磁体（Single-Molecule Magnets，SMMs）作为潜在的高密度信息存储、量子计算和分子电子学基元，近年来引起了化学、物理和材料领域的广泛关注。晶体场理论表明，具有五角双锥配位几何的稀土单分子磁体可以明显抑制量子隧穿，使得能够研究更细微的影响因素，如超精细相互作用对磁弛豫行为及磁量子隧穿的影响。本项目将在五角双锥稀土单分子体系上，深入研究具有不同核自旋的同位素的稀土单分子磁体，探究并阐明在不同情况下的超精细作用对稀土单分子磁体的磁慢弛豫行为的影响，为定向设计高性能稀土单分子磁体及调控其性能提供新的启示。

单分子磁体作为潜在的高密度信息存储、量子计算和分子电子学基元，近年来引起了化学、物理和材料领域的广泛关注。本项目围绕着超精细相互作用在具体晶体场下对稀土单分子磁体慢磁弛豫的影响和超精细相互作用与偶极相互作用对稀土单分子磁体的协同效应这两大关键科学问题，研究了富集单一同位素161Dy、163Dy和164Dy，以及天然单一同位素159Tb和165Ho构筑的一系列单分子磁体中的超精细相互作用、偶极相互作用、以及外磁场的协同响应，为阐明超精细相互作用对单分子磁体的磁弛豫的重要影响提供了明确证据，为定向设计和调控高性能稀土单分子磁体提供了理论指导和实验验证。