第一作者：Fu-Sheng Guo
通訊作者：Richard A. Layfield、童明良、Akseli Mansikkam?ki
通訊單位：英國蘇塞克斯大學、中山大學、芬蘭于韋斯屈萊大學
研究亮點：
1. 發展了一種新型的單分子磁性材料：鏑茂金屬陽離子[(CpiPr5)Dy(Cp*)]+
2. 首次實現了單分子磁體在高于液氮溫度（80K）的阻隔溫度下顯示出磁滯。
單分子磁體研究的重要性
單分子磁體是一類以單個分子為磁性單元,表現出經典的磁弛豫與磁量子隧穿共存的新型納米級磁性信息存儲材料。這類分子在高溫下表現為超順磁性，在低溫下出現磁滯和磁化量子隧穿行為，因此可以作為信息存儲單元，避開傳統鐵磁體的超順磁極限，實現計算機信息的超高密度存儲。也就是說，可以在更小尺寸的硬盤上實現更大的存儲容量。
擬解決的關鍵問題
自1993年發現第一個單分子磁體Mn12以來的25年里，單分子磁性材料一直面臨著阻塞溫度過低的問題，往往需要通過液He冷凍到極低溫度下才能實現優異的磁記憶效應，為實際應用帶來了極大阻礙。因此，開發具有實際應用價值的、更高阻隔溫度的單分子磁體迫在眉睫！
成果簡介
有鑒于此，英國蘇塞克斯大學Richard A. Layfield課題組、中山大學童明良課題組和芬蘭于韋斯屈萊大學AkseliMansikkam?ki課題組合作，報道了一種阻隔溫度高達80K的單分子磁體，首次突破液氮溫度（77K，-196℃）！
圖1. 新型單分子磁體的合成與結構示意圖
研究人員通過化學策略發展了一種鏑茂金屬陽離子[(CpiPr5)Dy(Cp*)]+，這種陽離子可在80K的阻隔溫度下顯示出磁滯，且翻轉能壘為1541 cm–1。這意味著，今后可以通過更加廉價易得的液氮來實現單分子磁體的磁記憶效應。
雖然液氮的溫度仍然很低，但與液氦相比，已經是質的突破。并且，液氮成本僅約液氦的三百分之一。期待后面更多新突破，實現室溫單分子磁體！
圖2. 磁性能
圖3. 磁滯性能
圖4. 磁弛豫性能
總之，這項研究是單分子磁體領域里程碑之作，為單分子磁體構建納米磁體器件的實際應用掃除了障礙，為器件的微型化進程迎來了新的篇章。
參考文獻：
Fu-ShengGuo, Ming-Liang Tong, Akseli Mansikkam?ki, Richard A. Layfield et al. Magnetichysteresis up to 80 kelvin in a dysprosium metallocene single-molecule magnet.Science 2018, 362, 1400-1403.
http://science.sciencemag.org/content/362/6421/1400
