手性稀土-过渡金属团簇的磁光效应研究取得新进展

近日，我院孔祥建教授与龙腊生教授课题组在手性稀土-过渡金属团簇的磁光效应研究中取得重要进展，相关研究成果以“Enhancing Magneto-Optical Activity via Coordination Distortion in Chiral Er₄M₈ Clusters”为题发表于J. Am. Chem. Soc. (DOI: 10.1021/jacs.6c05602)。

手性稀土分子材料在光学传感、光学读出和磁场调控圆偏振光学中具有重要应用潜力。然而，稀土f–f跃迁的宇称禁阻限制了其磁光响应的进一步增强。

团队基于前期在手性稀土-过渡金属团簇磁光效应的研究基础，设计合成了三对结构相近的手性3d-4f簇合物R/S-Er₄M₈（M = Co²⁺, Cu²⁺, Zn²⁺）。其中，Er₄Zn₈在Er³⁺的⁴I_15/2→⁴I_13/2近红外跃迁区域表现出最强磁光响应，g_MCD值达到0.044 T⁻¹，分别为Er₄Co₈和Er₄Cu₈的5.6倍和2.6倍。研究表明，Er₄Zn₈中更显著的Er³⁺局域配位畸变降低了配位对称性，促进奇宇称晶体场混合和电偶极贡献，从而增强稀土f–f跃迁的磁光响应。通过局域配位畸变调控稀土分子磁光效应的方法，为发展高性能近红外分子磁光材料提供了新的思路。

该工作在孔祥建教授、龙腊生教授和郑兰荪院士的共同指导下完成。我院博士后陈佳楠为第一作者，同济大学段瑛滢教授和陈佳烨博士生提供了变温变场MCD光谱测试和分析，博士生戚明强、薛亚轩和博士毕业生潘中华参与了部分表征工作，我院汪骋教授参与了光谱分析与结果讨论。该工作得到了国家自然科学基金（92461305, 92161203, 92361301）项目的资助。

论文链接：https://doi.org/10.1021/jacs.6c05602