[發明專利]一種有機無機雜化稀土雙鈣鈦礦化合物、制備方法及其應用

有效

• 申請號: 202010858908.1
• 申請日: 2020-08-24
• 公開（公告）號: CN111961071B
• 公開（公告）日: 2023-06-02
• 發明（設計）人: 胡兆波
• 申請（專利權）人: 江西理工大學
• 主分類號: C07F5/00
• 分類號: C07F5/00;H10N30/857;H01F1/42
• 代理公司: 北京權智天下知識產權代理事務所(普通合伙) 11638
• 代理人: 王新愛

本發明公開了一種有機無機雜化稀土雙鈣鈦礦化合物、制備方法及其應用，其化學式為：(RM3HQ)subgt;2/subgt;RbCe(NOsubgt;3/subgt;)subgt;6/subgt;，其中RM3HQ為正一價R?N?甲基?3?羥基喹啉環陽離子，上述化合物是以RM3HQ配體與一定的Cesupgt;3+/supgt;鹽和Rbsupgt;+/supgt;鹽在相應的條件下反應而得，本發明所述方法簡單易操作，產率較高；所得到的該化合物呈現兩種不同的晶態，并能進行兩種不同晶態之間的單晶到單晶的轉換；該化合物表現出壓電和壓磁開關性質，作為一種新型的分子基磁材料在壓磁傳感器和信息儲存方面有潛在的應用前景。

技術領域

本發明涉及多鐵材料，具體涉及基于大壓電響應有機無機雜化的稀土雙鈣鈦礦壓磁開關材料。

背景技術

單分子磁體越來越受到廣泛的研究，由于其在量子計算機、超高密度存儲、自旋電子器件等領域具有潛在的應用。調控慢弛豫對基礎研究和器件應用都具有重要意義。研究發現，順磁離子周圍的配體場和配位環境的細微改變對單分子磁體的磁弛豫過程有著重要的影響。到目前為止，磁動力學行為的調節主要是通過化學手段，比如配體的修飾。外界物理刺激方式也是一種可能的調節方法。比如通過施加壓力改變氫鍵等弱相互作用就能對磁弛豫過程產生影響。然而，這些已知的例子中壓力對慢弛豫的影響非常小。這里，本發明中，我們展示大壓電配合物，其慢弛豫過程可以通過壓力進行開和關。眾所周知，壓電性起源于晶格的形變和相應的電荷的相對移動。大的壓電性意味著晶格容易發生形變。如PZT在準同型相界大的壓電性是由于三方相和四方相容易相互轉換。在大壓電的晶格中，磁離子的配位環境或晶格內的振動更能容易通過壓力進行調節。最近，我們發現了一個鐵電鐵彈的鑭的配合物，其相對大的壓電效應起源于其晶格容易發生變形。本發明用順磁的稀土離子鈰取代鑭有望獲得壓力敏感的慢弛豫的磁性材料。

發明內容

本發明要解決的技術問題是提供一種新型的有機無機雜化鈣鈦礦化合物、制備方法以及應用，即由于壓力引起磁性和鐵電功能不同的壓電響應有機無機雜化的稀土雙鈣鈦礦壓磁開關材料以及制備方法。

本發明是這樣實現的，一種有機無機雜化的稀土雙鈣鈦礦化合物，其化學式為：

(RM3HQ)₂RbCe(NO₃)₆

其中，RM3HQ為正一價R-N-甲基-3-羥基奎寧環。

本發明的進一步技術方案是：本發明所述的雙鈣鈦礦結構(RM3HQ)₂RbCe(NO₃)₆具有類似鋰輝石的雙金屬鈣鈦礦結構。不對稱單元內含有一個Ce³⁺離子、一個Rb⁺離子、兩個RM3HQ離子和六個NO₃^-離子。其中Ce³⁺離子采用正二十面體配位幾何構型。Rb⁺和Ce³⁺被硝酸鹽橋接形成三維框架，有機陽離子用作模板填充八面體所包圍的空腔。最近的Ce–Ce距離為這確保了磁相互作用可以忽略不計。

本發明的進一步技術方案是：本發明所述基于壓電響應有機無機雜化的稀土雙鈣鈦礦壓磁開關材料的結構是確定的，通過DSC曲線和介電響應曲線確定化合物是在284K的時候發生相變，從低溫到高溫，由極性空間群變成非極性空間群，并用SHG曲線確定了該有機無機雜化稀土雙鈣鈦礦材料的極性，因此在243K和293K的晶態在此分別稱為晶態1和晶態2，其中：

晶態1屬于三方晶系，空間群R3，晶胞參數為：α＝90.00°，β＝90.00°，γ＝120.00°，

晶態2屬于立方晶系，空間群P2₁3，晶胞參數為α＝90.00°，β＝90.00°，γ＝90.00°，