具有磁性雙穩態的磁性鑭系元素（Ln）金屬絡合物可以表現為分子納米磁體，也稱為單分子磁體（SMMs），適用于在分子水平上存儲磁信息，因此在高密度信息存儲和量子信息技術方面極具應用前景。在將Ln離子封裝到富勒烯籠中后，內嵌金屬富勒烯（EMFs）是一種多功能平臺，可以實現化學穩定的SMM，其中可以通過改變封裝物種和宿主籠的結構來調整磁性能。近日，中國科學技術大學Yang Shangfeng、Hu Ziqi對EMF SMM的分子結構和磁性特征進行了批判性討論，重點是它們獨特的分子和電子結構，以及由這種結構獨特性引起的分子磁性。
本文要點：
1) 作者總結了不同家族的磁性EMF，包括單核EMF SMM，其具有單離子各向異性，雙核簇富勒烯，其磁性由分子內磁相互作用控制，以及由強鐵磁耦合產生的自由基橋接二金屬EMF。
2) 作者討論了如何構建SMM的分子組裝體，通過EMF的化學穩健性，以可控的方式保留或改變原始SMM行為。最后，在理解結構-磁性相關性的基礎上，作者通過設計配體場、電子結構、磁相互作用和可以耦合到自旋態的分子振動，提出了高性能EMF SMM的設計策略。
Ziqi Hu and Shangfeng Yang Endohedral metallofullerene molecular nanomagnets Chem. Soc. Rev. 2024
DOI: 10.1039/D3CS00991B
https://doi.org/10.1039/D3CS00991B
