普鲁士蓝类分子磁体的磁性及穆斯堡尔谱学研究

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1、南京航空航天大学硕士学位论文普鲁士蓝类分子磁体的磁性及穆斯堡尔谱学研究姓名：韩薇申请学位级别：硕士专业：核技术及应用指导教师：陈达;戴耀东20070301普鲁士蓝类分子磁体的磁性及穆斯堡尔谱学研究摘要普鲁士蓝类分子磁体是指分子式为CnAp[B(CN)6]q的一类化合物，其中A、B是顺磁金属离子，C为碱金属离子。由于氰根配体能有效传递顺磁中心之间的磁相互作用，因此普鲁士蓝类配合物表现出高的转变温度、大的矫顽力，其研究成为分子磁体研究领域的热点之一。本文采用溶液共沉淀法合成了纳米量级的氰根桥联的Ni-Fe、Co-Fe的普鲁士蓝类分

2、子磁体，磁测量结果表明它们是居里温度分别为22.8K、10.3K的铁磁体。结合穆斯堡尔谱分析了磁耦合机理，Ni-Fe普鲁士蓝类化合物中Ni-Fe铁磁耦合符合Kahn的非正交磁轨道模型理论，21K时穆斯堡尔谱出现磁弛豫；而在Co-Fe普鲁士蓝类配合物中，穆斯堡尔谱表明低温下的氰根跳转导致了Co-Fe铁磁耦合类型。除此之外，我们还研究了三核普鲁士蓝类化合物的磁学性质，穆斯堡尔谱表明K0.081(Ni0.12Co0.88)1.4595[Fe(CN)6]·1.2H2O和K0.04(Ni0.52Co0.48)1.48[FeⅢ(CN)6]

3、·0.96H2O在低温下存在氰根发生跳转，化合物中均出现两种自旋态的Fe,而在K0.055(Ni0.9Co0.1)1.4725[Fe(CN)6]·0.79H2O却未观察到此现象。当温度在15K附IIIIII近，K0.081(Ni0.12Co0.88)1.4595[Fe(CN)6]·1.2H2O中Fe(LS,S=5/2)占90.9％，Fe(HS，ⅡⅡS=5/2)占9.1％，Co都呈低自旋组态(S=1/2),Ni只有一种组态(S=1)。而对于样IIIIII品K0.04(Ni0.52Co0.48)1.48[Fe(CN)6]·0.96

4、H2O，其Fe(LS,S=5/2)占96.4％，Fe(HS，ⅡⅡⅡS=5/2)占3.6％，Co(LS,S=1/2)占100％，Ni(S=1/2)占100％。我们推断Co和3-Fe(CN)6配位在低温下导致了氰根跳转。磁分析表明这三个化合物是磁转变温度分别为11.8K、15.64K、22.22K的分子铁磁体，且磁性参数可以通过改变合金的组成来控制。最后本文采用了反胶束方法制备了氰根桥联Co-Fe的普鲁士蓝类化合物的立方性纳米粒子，金属元素比(K/Co/Fe)表明这类化合物可能存在光磁转换。电子衍射花样表明这是一种单晶结构，初步分

5、析了单晶生长机理。关键词：普鲁士蓝类化合物，分子磁体，磁性，穆斯堡尔谱ii南京航空航天大学硕士学位论文ABSTRACTPrussianBlueanalogshaveageneralformularCnAp[B(CN)6]q,whereAandBaretransitionmetalions,andCisanalkaliion.Duetothestrongmagneticcouplingtransferabilityofthecyanide,theypresenthighmagneticorderingtemperatureand

6、largecoercivefield,andthusdrawanattentionfromabroad.Inourexperiment,cyanide-bridgedNi-FeandCo-Fenanoparticleshavebeensynthesizedbycorprecipitationmethod.MagneticmeasurementresultsshowedtheyareferromagnetswiththetransitiontemperatureTc=22.8Kand10.3K,respectively.ⅡⅢAc

7、cordingtothemössbauerspectrums,TheinteractionbetweenNiandFewasindexedtobeakindofferromagneticcouplingandclearlyexplainedbyKahnnonorthogonalizedmagneticorbitalsmodel.Whenthetemperaturewasreducedto21K,magneticrelaxationphenomenonwasfoundinthespectrum.Ontheotherhand,th

8、emössbauerspectrumsofcobalthexacyanoferrateindicatedthatcyanideflippingatⅢⅡlowtemperatureleadtoferromagneticcouplingbetweenFeandCo.Further