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金属有机框架材料(MOFs)是一种有机配体桥接金属离子组成的新型无机-有机杂化多孔材料, 它具有功能可调、稳定性好以及多孔性等特点, 受到人们的广泛关注. 本文利用水热法制备了高质量的锌离子掺杂的钴基[(CH3)2NH2]Co1–xZnx(HCOO3)单晶样品 (x = 0, 0.1, 0.2, 0.3, 0.4, 0.5). 单晶衍射、摇摆曲线、能量色散X射线光谱的实验结果表明, 锌离子均匀掺杂进了钴基金属有机框架材料中, 没有出现局部团簇等现象. 低温场冷曲线和比热曲线的测量结果表明, 非磁锌离子的掺杂减弱了Co基MOFs材料中Co离子之间的长程反铁磁相互作用, 使得Co-MOF的反铁磁相变温度由纯钴的15 K变为14.2 K (x = 0.1), 12.8 K (x = 0.2). 通过对掺锌样品低温下的磁滞回线的细致研究发现, 掺锌样品相对于纯钴样品在低温下具有更大的磁滞损耗和矫顽场. 相比于纯钴样品450 Oe (1 Oe = 103/(4π) A/m)的矫顽场, 掺锌样品的矫顽场最高达到3600 Oe, 并且磁滞面积也为纯钴样品的3倍以上. 另一方面, 在DMCo0.9Zn0.1F样品的磁滞回线上发现一系列台阶, 这一台阶现象随着温度升高而逐渐消失, 类似于单分子磁体的量子隧穿现象. 以往研究表明, 在这一类钙钛矿结构的金属有机骨架材料中, 存在长程磁相互作用和磁单离子行为的竞争. 我们认为非磁锌离子的掺杂减弱了Co离子之间的长程相互作用, 使得Co离子在低温下显示出量子隧穿引起的台阶效应.

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《锌离子掺杂钴基金属有机材料[(CH₃)₂NH₂]Co_1–xZn_x(HCOO)₃中的低温反常磁现象》

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文件号：296122

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