毫米级单晶Mn2Ac磁性分子团簇的制备及表征.pdfVIP

第 32 卷 第 4 期 北 京 化 工 大 学 学 报 Vol. 32 , No. 4 2005 年 JOURNAL OF BEIJ IN G UN IV ERSIT Y OF CHEMICAL TECHNOLO GY 2005 毫米级单晶 Mn12Ac 磁性分子团簇的制备及表征 1 1 2 1 张丽娟 　刘 　颖 　冯爱霞 　王 　平 ( 1 北京化工大学理学院 , 北京 　100029 ; 2 中国科学院物理研究所极端条件物理实验室 , 北京 　100080) 摘 　要 : 文中详细介绍了毫米级 Mn12Ac 单晶的制备方法。讨论了升温速率和恒温时间对晶体生长的影响 ,当以 8 min/ ℃的升温速率升温至 55 ℃且保持 30 min 时 ,获得了 c 轴方向长度为 3 mm 左右的单晶。通过对晶体的 X 射 ( ) ( ) 线衍射 XRD 、等离子体发射光谱分析 ICP 以及磁滞回线测量,证实实验制备的晶体质量高 , 晶体缺陷少 ,可以更 清晰地观察到宏观量子隧穿现象。 关键词 : Mn12 ; 晶体生长; 分子磁体 ; 分子团簇 ; 磁滞回线 中图分类号: O782 　　自 Lis[1 ] 提出用化学合成的方法制备 Mn12Ac 明宏观量子隧穿过程的存在 ,鉴于此 ,Mn12 成为研 磁性分子团簇以来 , 因其良好的结构及不寻常的低 究磁隧穿效应的模型系统。人们对于 Mn12 的研究 [210 ] ( ) 温磁性质 , 引起物理、化学界的极大关注 。 兴趣主要源自以下两方面原因 : 1 通过宏观测量研 Mn Ac 的分子式为[ Mn ( CH COO) ( H O) O ] · 究量子物理效应[3 ] ; (2) 在量子存储和量子计算方 12 12 3 16 2 4 12 2CH COOH ·4H O , 晶体结构属四方晶系 ,空间群属 面具有应用前景[11 ] 。 3 2 于 I 4 ,其骨架结构见图 1 。该磁性分子团簇中每一 在众多以 Mn12Ac 为模型研究宏观量子效应的 文献中 ,一般都只能获得颗粒细小的 Mn12Ac 晶体 , 在一定程度上影响了测量信号的清晰度 ,给实验带 来极大的不便。本文详细介绍了毫米级 Mn12Ac 单 晶的制备方法 ,获得了 c 轴方向长度通常在 3 mm 左右的单晶 ,达到这样尺寸的 Mn12Ac 单晶在文献 中还未曾报道。大块单晶更能满足测试的要求 ,对 其量子效应的研究十分有利。 图 1 　Mn12Ac 磁性分子簇的骨架结构 1 　实验部分 Fig.