具有金屬間電子轉(zhuǎn)移性質(zhì)的單分子化合物的設(shè)計合成和性能研究不僅有利于深刻揭示廣泛存在于物理、化學(xué)及生物體系中電子轉(zhuǎn)移現(xiàn)象的本質(zhì),而且這類單分子化合物在納米或分子電子器件如分子開關(guān)、分子整流器、分子導(dǎo)線和分子邏輯門等方面極具潛在應(yīng)用前景。
在中國科學(xué)院戰(zhàn)略性先導(dǎo)科技專項和國家自然科學(xué)基金的資助下,中科院福建物質(zhì)結(jié)構(gòu)研究所、結(jié)構(gòu)化學(xué)國家重點實驗室吳新濤研究組研究員盛天錄等人在前期氰橋混合價化合物及其金屬—金屬電荷轉(zhuǎn)移(MMCT)的研究基礎(chǔ)上,以混合價雙核釕簇單元(Ru2V(ap)4)為基元,合成并詳細(xì)表征了首例混合自旋氰橋四核釕化合物[Ru2(ap)4-CN-Ru2(ap)4](BPh4),副研究員林晨生通過理論計算解釋了該混合自旋態(tài)形成的原因。研究表明,在該化合物中,與氰橋碳端相連的Ru2片段的自旋態(tài)為S=1/2的低自旋態(tài),而與氰橋N端相連的Ru2片段的自旋態(tài)為S=3/2的高自旋態(tài)。紫外可見吸收光譜分析和TDDFT計算表明,在該化合物中存在由高自旋簇單元Ru2V(ap)4(S=3/2)向低自旋簇單元Ru2V(ap)4(S=1/2)的電子轉(zhuǎn)移,這是具有相同價態(tài)但不同自旋態(tài)金屬簇單元間MMCT的首次報道。相關(guān)研究結(jié)果發(fā)表在《德國應(yīng)用化學(xué)》雜志(Angew. Chem. Int. Ed. 2019, 58, 15344–15348),論文的第一作者是吳新濤和盛天錄共同指導(dǎo)的博士生蘇少東。
該研究結(jié)果不僅為雙核釕化合物自旋態(tài)調(diào)控提供了新策略,同時相同價態(tài)不同自旋態(tài)金屬簇間MMCT的發(fā)現(xiàn)打破了人們對MMCT通常只能發(fā)生在不同價態(tài)金屬間的認(rèn)識,為人們深入理解自然界中廣泛存在的電子轉(zhuǎn)移現(xiàn)象和分子電子器件的合理設(shè)計提供了新思路。
福建物構(gòu)所在金屬間電荷轉(zhuǎn)移研究中取得進(jìn)展
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