廈門大學：手性稀土團簇的磁光效應新進展

近日，廈門大學化學化工學院官網消息顯示，該院孔祥建教授課題組在磁手二色性效應（MChD）領域取得新進展，相關成果以"Enhancement of Magneto-Chiral Dichroism Intensity by Chemical Design: The Key Role of Magnetic-Dipole Allowed Transitions"為題發表在《美國化學學會志》。

磁手征二色性（Magneto-Chiral Dichroism，MChD）是一種手性、非偏振光和磁場相互耦合產生的新型磁光效應，表現為磁場對手性物質吸亮度的擾動。這種磁場調控非偏振光信號的效應有巨大的技術價值。然而，目前報導的MChD效應極弱，深入理解MChD效應的構效關係並獲得強的MChD信號是該領域的主要挑戰。

具有精確結構的稀土–過渡金屬(3d-4f)分子磁體不但具有多個磁性和光學活性中心，而且稀土與過渡金屬間具有較強的磁相互作用，理論上是一類具有強MChD效應的潛在理想材料。鑒於此，廈門大學研究者在2022年就設計合成了兩種手性3d-4f團簇Ln5Ni6（Ln=Dy和Y），其中Ln5Ni6團簇具有螺旋手性的三明治結構，DyIII和NiII之間存在鐵磁耦合，而NiII中心之間存在反鐵磁耦合。兩種團簇分子在可見-近紅外區域都表現出多金屬位元點強MChD信號，這是首次從實驗上觀測到這麼強的MChD信號。比較自然圓二色和磁圓二色光譜，發現d-d躍遷相關的MChD信號主要由自然光性驅動，而與f-f躍遷相關的MChD信號則主要由磁致光性驅動。

基於前期在手性稀土團簇的磁光效應方面的研究經驗，近期，廈門大學研究者基於Er3+離子在近紅外1520nm的4I15/2—4I13/2磁偶極躍遷，在手性團簇[Er5Ni6]中觀測到了超強的MChD回應，在4K下獲得了高達0.24 T-1的gMChD。這是迄今為止所獲得的最強MChD效應。這些結果證明了磁偶極允許的躍遷在MChD中的關鍵作用。

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