线性组装的AgCu纳米团簇中的自旋转移和距离相关的自旋耦合

在最近发表在《自然通讯》上的一项研究中，中科院合肥物理所(HFIPS)吴志坤教授领导的研究小组通过银-铜(Ag)的线性组装发现了自旋转移和自旋耦合。-Cu)含硫的合金纳米团簇。

金属纳米粒子的组装不仅丰富了它们的性质，而且有助于理解纳米粒子之间的结构-性质关系和相互作用。然而，由于金属纳米晶体的多重分布，难以获得原子级精确的组装结构。

最近出现的纳米团簇(超小纳米粒子)由于其明确的组成和结构，为精确组装提供了理想的构件;然而，由于合成和表征的困难，很少有关于原子级精确金属纳米团簇(大于1nm)组装的研究报道。

在这项研究中，该团队通过同时合成和组装策略将两个Ag77Cu22簇与一个硫离子连接形成了线性组装结构。硫离子可以通过在团簇的合成过程中硫醇的碳-硫键和硫-氢键的断裂产生，导致与团簇直接连接形成组件。

进一步的研究表明，这种线性组装结构中的磁矩从团簇转移到硫，形成顺磁性硫自由基，由于硫的自旋轨道耦合常数小，且远距离之间不存在磁矩相互作用，硫自由基表现出磁各向同性。硫自由基。

当线性结构在溶液中分解时，磁矩转移回簇，随后发生自旋耦合。值得注意的是，在磁性Au250簇中没有报道这种自旋耦合，这可以通过粒子间距离相关的自旋耦合来解释。

而当配体柔韧且长度较短时，簇可以相互靠近，在一定距离内发生自旋耦合。否则，集群很难接近耦合。

这项工作通过使用适当的组装策略实现了大于1nm的金属纳米团簇的线性组装。它发现并解释了自旋转移和距离相关的自旋耦合，这可能对未来纳米团簇磁性的研究和新型功能材料的开发具有重要意义。