近日，廈門大學(xué)化學(xué)化工學(xué)院官網(wǎng)消息顯示，該院孔祥建教授課題組在磁手二色性效應(yīng)（MChD）領(lǐng)域取得新進(jìn)展，相關(guān)成果以"Enhancement of Magneto-Chiral Dichroism Intensity by Chemical Design: The Key Role of Magnetic-Dipole Allowed Transitions"為題發(fā)表在《美國(guó)化學(xué)學(xué)會(huì)志》。
廈門大學(xué)手性稀土團(tuán)簇的磁光效應(yīng)研究圖
磁手征二色性（Magneto-Chiral Dichroism，MChD）是一種手性、非偏振光和磁場(chǎng)相互耦合產(chǎn)生的新型磁光效應(yīng)，表現(xiàn)為磁場(chǎng)對(duì)手性物質(zhì)吸光度的擾動(dòng)。這種磁場(chǎng)調(diào)控非偏振光信號(hào)的效應(yīng)有巨大的技術(shù)價(jià)值。然而，目前報(bào)道的MChD效應(yīng)極弱，深入理解MChD效應(yīng)的構(gòu)效關(guān)系并獲得強(qiáng)的MChD信號(hào)是該領(lǐng)域的主要挑戰(zhàn)。
稀土元素圖片
具有精確結(jié)構(gòu)的稀土–過(guò)渡金屬(3d-4f)分子磁體不但具有多個(gè)磁性和光學(xué)活性中心，而且稀土與過(guò)渡金屬間具有較強(qiáng)的磁相互作用，理論上是一類具有強(qiáng)MChD效應(yīng)的潛在理想材料。鑒于此，廈門大學(xué)研究者在2022年就設(shè)計(jì)合成了兩種手性3d-4f團(tuán)簇Ln5Ni6（Ln=Dy和Y），其中Ln5Ni6團(tuán)簇具有螺旋手性的三明治結(jié)構(gòu)，DyIII和NiII之間存在鐵磁耦合，而NiII中心之間存在反鐵磁耦合。兩種團(tuán)簇分子在可見(jiàn)-近紅外區(qū)域都表現(xiàn)出多金屬位點(diǎn)強(qiáng)MChD信號(hào)，這是首次從實(shí)驗(yàn)上觀測(cè)到這么強(qiáng)的MChD信號(hào)。比較自然圓二色和磁圓二色光譜，發(fā)現(xiàn)d-d躍遷相關(guān)的MChD信號(hào)主要由自然旋光性驅(qū)動(dòng)，而與f-f躍遷相關(guān)的MChD信號(hào)則主要由磁致旋光性驅(qū)動(dòng)。
基于前期在手性稀土團(tuán)簇的磁光效應(yīng)方面的研究經(jīng)驗(yàn)，近期，廈門大學(xué)研究者基于Er3+離子在近紅外1520nm的4I15/2—4I13/2磁偶極躍遷，在手性團(tuán)簇[Er5Ni6]中觀測(cè)到了超強(qiáng)的MChD響應(yīng)，在4K下獲得了高達(dá)0.24 T-1的gMChD。這是迄今為止所獲得的最強(qiáng)MChD效應(yīng)。這些結(jié)果證明了磁偶極允許的躍遷在MChD中的關(guān)鍵作用。
