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摘 要

分子基功能材料在信息存储、温度压力传感、液晶显示、导电材料、催化能源等领域都具有广泛的应用价值。过渡金属双-（二硫烯）过渡金属配合物中阴离子配体（[M(dithiolato)₂]^n-; M = Ni, Pd 和 Pt）具有大的共轭结构，电子高度离域，形成的柱状堆积或链式排列结构有利于未成对电子的传导。[M(dithiolato)₂]^n-（M = Ni, Pd 和 Pt）阴离子因此特性特别适合用于构筑 spin-Peierls 或 spin-Peierls-like 转换分子体系。在本课题中，我们尝试通过设计平衡阳离子的结构，实现对过渡金属二硫烯配合物的结构与性质的功能性调控，合成出具有spin-Peierls 类转换的分子基磁性功能材料。

在本论文工作中，我们选取带正电荷的1，3-二甲基吡唑（[BrBnDMePy] ）作为阳离子，制备了一种新型镍基二硫烯配合物，通过溶剂挥发法得到了高相纯度和高稳定性的晶体，通过X射线衍射、热重分析等测试手段对其进行表征，并结合晶体结构对其磁性质进行了分析。

关键词： 金属二硫烯基配合物 spin-Peierls类转变 分子基磁体 磁双稳

Synthesis, Characterization and Magnetoelectric Properties of Nickel Dithioene Complex

Abstract

Molecular-based functional materials have wide application in the fields of information storage, temperature and pressure sensing, liquid crystaldevice, conductive materials and catalysis， etc. The anionic ligands ([M (dithiolato) ₂] ^n-; M = Ni, Pd and Pt) of the transition metal dithioene complex usually have a conjugated coplanar electron system and highly delocalized electron distribution. The columnar packing or chain arrangement structure formed among the anionic ligands faciliatesunpaired electrons to transport. Planar transition metal dithioene complex anions are particularly suitable for the construction of spin-Peierls or spin-Peierls-like conversion molecular systems. In this research, through designing counteraction structure to regulate structure and natures of the transition metal dithioene complex,, a molecular-based magnet with spin-Peierls conversion was obtained.

In this work, we selected 1,3-dimethylpyrazole ([BrBnDMePy] ) as a cation to prepare a novel nickel-based dithioene complex,. The crystal was obtained by the solvent evaporation method and exhibits high phase purity and stability The crystal was characterized by X-ray diffraction, thermogravimetric analysis and other test methods, and the magnetic properties were analyzed in this research.

Key Words: [M(mnt)₂]^-；Spin-Peierls transition；Molecular-based magnet；Magnetic bistable

目录

摘 要 I

Abstract II

第一章 绪论 1

1.1 分子基磁性材料 1

1.1.1 自旋交叉配合物 1

1.1.2 准一维S = ½的Heisenberg自旋链 3

1.1.3 电荷转移配合物 5

1.2 双-二硫烯金属配合物 7

1.2.1 光学性质 8

1.2.2 电子传输性质 10

1.2.3 光诱导电导性质 12

1.2.4 磁性质 13

1.3 课题选题与主要内容 15

第二章 镍二硫烯配合物的合成与表征 16

2.1 引言 16

2.2 实验部分 16

2.2.1 原料和试剂 16

2.2.2 实验仪器与测试方法 16

2.2.3 化合物的合成以及晶体的培养 17

2.3 结果与讨论 20

2.3.1 晶体结构 20

2.3.2 [BrBnDMePy][Ni(mnt)₂]相纯度 22

2.3.3 [BrBnDMePy][Ni(mnt)₂]热稳定性 22

2.3.4 差示量热扫描分析 23

2.3.5 磁化率测试分析 24

2.4 本章小结 25

第三章 结论与展望 26

3.1 结论 26

3.2 展望 26

参考文献 28

第一章 绪论

1.1 分子基磁性材料

分子基磁性材料是一类具有磁学物理性质，并且由分子所组成的材料。以超分子化学为结构上特点，链与链之间存在交替的反铁磁-铁磁相互作用；以分子磁交换为主要性质，具备一般的磁学特征，并且可能会被应用在跟磁性有关的器件上的一类物质^[1-2]。分子磁性材料跟传统的磁性材料不同，它是通过特定的组合以化学键的形式把自旋载体变成具有磁性质的化合物^[3]。

分子基磁性材料具备以下特点：(1) 以无机磁性原子或磁性有机自由基为磁性中心，通过有机配体进行磁耦合； (2) 可将磁性能与其他功能相结合，得到需要的多功能磁性材料。因此分子基磁性材料在信息存储、温度压力传感、液晶显示、导电材料、催化能源等领域都具有广泛的应用价值^[4-10,49]。

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