形的跳跃变化,这种原因可以归结为磁化量子隧道效应。这是将量子力学的规律在宏观尺度上表现出来的又一例证,对研究微观物质的运动规律特点必将产生深远的意义【2l】。一个分子要作为单分子磁体,应该具备以下两个条件1201:一是具有一个大的基态自旋,大的基态自旋的产生来源于分子内铁磁相互作用或由于特定的拓扑结构而导致的自旋失措(spinfi'ustration)的结果,目前具有最大的基态自旋值的单分子磁体是Mnl9,它的S=83/2[221,还有Mnlo,Mn25等高核簇,它们的自旋值分别是44/2、51/21231和61/2[241,而2004年发表的关于Mn84是目前发现的具有单分子磁体行为的最高核数的簇合物,但是它的S---6【25】;二是存在明显的负各向异性(negativeanisotropy)。各向异性为负值以保证最大的自旋态能量最低[261。分子基态中的零场分裂是这种各向异性的产生原因,其来源于分子中单个金属离子的零场分裂。因此在具有单分子磁体行为的分子团簇中3d金属最为多见,大多数的单分子磁体为同核或异核的锰簇[2v]-[321、铁簇[331-[39]、钒簇【40】和镍簇【41】-嗍等。近年来3d-4f金属形成的团簇显现单分子磁体行为的种类不断增多,这是因为4f金属具有较大的负各向异性145】.【48】。一般来说在以上条件满足时,单分子磁体在分子磁化强度矢量重新取向时存在一个明显的能量壁垒。从而导致低温下翻转速率减慢,即磁化强度弛豫作用(izationrelaxation)的发生。单分子磁体从尺寸上讲是真正意义上的纳米磁体,它的直径一般在1.2nm左右,但是它与依靠物理方法粉碎得到的传统的纳米磁体相比有着很大的区别:首先,单分子磁体具有确定的结构和大小,而传统的纳米磁体是通过粉碎得到的,尺寸只能是分布在一定的范围内,在溶液中能否保持和确定结构也是非常关键的问题,而单分
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