新型四硫富瓦烯功能配合物的合成、组装及性质研究

【作者】 崔龙； 王海英； 陈斌； 高峰； 左景林；

【机构】 配位化学国家重点实验室,南京大学化学化工学院；

【摘要】 兼具铁磁性和导电性质的多功能材料(如磁性半导体当)是当前材料学家研究的重要目标之一[1]。与传统的金属或氧化物材料(如稀磁半导体材料)相比,分子磁性半导体具有体积小、相对密度低、易于复合加工等特点,可由分子设计合成并得到化合物单晶,从而进一步开展功能与结构相关性的研究。具有高临界温度的分子磁性半导体的合成是当前合成化学家的挑战性研究之一,关键科学问题包括如何把导电和磁性两种彼此互相关联并必须具有协同效应的物理性质整合到同一个体系或者材料中?如何增强材料内部长程磁耦合及磁电作用等?四硫富瓦烯(TTF)及其衍生物具有高度共轭的电子离域结构、较强的给电子能力,以及优良的稳定性和氧化还原性质,被认为是实现有机导体、超导体和半导体的重要前体物[2-5]。延伸的TTF不仅容易达到稳定的氧化状态,而且能够产生较窄的HOMO-LUMO能隙,此外还可以通过π···π或者S···S相互作用增加材料的维度。我们希望通过对四硫富瓦烯(TTF)或其衍生物骨架的微妙修饰或杂化,进一步引入顺磁性中心离子或自由基等,获得具有铁磁性和导电双功能性质的分子材料,如铁磁性半导体、铁磁性导体、导电单分子(单链)磁体等。为此,我们设计合成了一系列新型含四硫富瓦烯的平面共轭有机配体,如羧酸、吡啶、吡唑、酞菁、炔类等,并制备了相应的顺磁性配合物[6]。如制备具有氧化还原活性的TTF骨架的三明治型双核镧系稀土酞菁配合物,[Dy2(Pc)L2(CH3OH)]等[7]。这类配合物具有场诱导的单分子磁体慢弛豫行为,且在低温下存在明显的自旋载体间耦合相互作用和磁化强度量子隧穿效应。在石墨表面对目标分子进行组装,并利用STM技术进行结构研究。这为进一步制备新型多功能分子电子器件提供了思路。更多还原