Magnetic Anisotropy Trends along a Full 4f-Series: The f(n+7) Effect.
Magnetic Anisotropy Trends along a Full 4f-Series: The f(n+7) Effect.
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DOI：
10.1021/jacs.1c02502
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发表时间：
2021-06-02
影响因子：
15
通讯作者：
Perfetti M
中科院分区：
文献类型：
--
作者：
Briganti M;Lucaccini E;Chelazzi L;Ciattini S;Sorace L;Sessoli R;Totti F;Perfetti M
通过对Na[LnDOTA（H2O）]（H4 DOTA =四氮杂环十二烷-N，N′，N″，N ′-四乙酸，Ln = Ce-Yb）系列13个磁性配合物的实验和计算研究，我们发现了一个新的趋势：相差7个f电子的衍生物的磁各向异性张量的取向几乎一致.我们将这种趋势称为fn+7效应。实验和理论完全同意磁参考系之间的匹配（例如，容易、中间和困难方向）。一些离子对的磁各向异性的形状相差7个f电子，乍一看似乎不同，但我们的分析解释了隐藏的相似性。因此，我们铺平了道路走向一个可靠的预测的镧系元素配合物的磁各向异性，从而减少了需要的计算和合成的努力。我们还提供了一种方法来获得关于具有相对小的总角动量的离子的信息（即，Sm ~（3+）和Eu ~（3+），以及放射性的Pm ~（3+），这是很难实验研究的。
The combined experimental and computational study of the 13 magnetic complexes belonging to the Na[LnDOTA(H2O)] (H4DOTA = tetraazacyclododecane-N,N′,N″,N‴-tetraacetic acid and Ln = Ce–Yb) family allowed us to identify a new trend: the orientation of the magnetic anisotropy tensors of derivatives differing by seven f electrons practically coincide. We name this trend the fn+7 effect. Experiments and theory fully agree on the match between the magnetic reference frames (e.g., the easy, intermediate, and hard direction). The shape of the magnetic anisotropy of some couples of ions differing by seven f electrons might seem instead different at first look, but our analysis explains a hidden similarity. We thus pave the way toward a reliable predictivity of the magnetic anisotropy of lanthanide complexes with a consequent reduced need of computational and synthetical efforts. We also offer a way to gain information on ions with a relatively small total angular momentum (i.e., Sm3+ and Eu3+) and on the radioactive Pm3+, which are difficult to investigate experimentally.
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