Molecular Magnets · Functional Clusters · Hybrid Semiconducters · Medical Magnetic Nanomaterials and Metal Medicine · Biological Analysis

Group Leader

                                           Yan-Zhen Zheng(郑彦臻)

                                        Ph.D. Professor of Chemistry

Education and Employment

2011年9月– 至今                教授
                                       西安交通大学 前沿科学技术研究院

2009年9月– 2011年8月       居里夫人学者(Marie Curie Fellowship)
                                       英国曼彻斯特大学 化学学院

                                       德国亚琛工业大学 化学系

2007年11月–2009年4月      洪堡学者(Alexander von Humboldt Fellowship)
                                       德国卡尔斯鲁厄大学(TH)

                                       无机化学研究所

2002年9月–2007年7月       无机化学博士
                                       中山大学 (SYSU)

 

荣誉

1. 国家重大人才工程(领军人才)

2. 科技部中青年领军人才

3. 国家级特聘青年专家

4. 2020-2021爱思唯尔中国高被引学者

5. 法国波尔多大学及帕斯卡研究中心访问教授

 

学术任职

1. Magnetochemistry 编委

2. Polyoxmetallate 青年编委

3. 《中国化学快报》青年编委

4. 《中国稀土学报》青年编委

5.  稀土分子材料与超分子器件专委会委员

 

联系方式

西安交通大学前沿科学技术研究院(FIST)
陕西省西安市雁塔区   雁翔路99号
邮编:710054
邮箱:zheng.yanzhen@xjtu.edu.cn

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Recent Publications

1. {ScnGdn} Heterometallic Rings: Tunable Ring Topology for Spin Wave Excitations

Hao-Lan Zhang, Yuan-Qi Zhai, Hiroyuki Nojiri, Christian Schröder, Hung-Kai Hsu, Yi-Tsu Chan, Zhendong Fu and Yan-Zhen Zheng*

亮点:在自旋电子和磁逻辑器件中使用自旋波的数据载体可在低功耗和无焦耳热的情况下运行,但需要小尺寸的非共线自旋结构。 由于在这种有限空间内的受控自旋波传输,异质金属环可以提供这种机会。 在这里,我们提出了一系列 {ScnGdn} (n = 4, 6, 8) 异金属环,它们是迄今为止第一个 Sc-Ln 簇,具有可调谐的自旋波激发磁相互作用。 通过时间和温度相关的自旋动力学模拟,我们能够预测 Sc4Gd4、Sc6Gd6 和 Sc8Gd8 在有限温度下的不同自旋波激发。 这种新模型以前未被开发,特别是由于反铁磁交换、偶极-偶极相互作用和低温下的环形拓扑的相互作用,体现出后者对自旋波激发的重要性。

该工作被微信公众号“X-MOL资讯”(LINK)和“团簇科学”(LINK)报道。

J. Am. Chem. Soc. 2022, article accepted. Link

 

2. Suppression of zero-field quantum tunneling of magnetization by a fluorido bridge for a "very hard" 3d-4f single-molecule magnet

Bo-Kai Ling, Yuan-Qi Zhai, Peng-Bo Jin, Hong-Fan Ding, Xu-Feng Zhang, Yi Lv, Zhendong Fu, Jiewei Deng, Michael Schulze, Wolfgang Wernsdorfer and Yan-Zhen Zheng*

亮点:单分子磁体(SMM)由于阻塞温度(TB)以下的长时间弛豫而被提出用于超高密度信息存储。然而,由于磁量子隧穿(QTM)效应,许多SMMs在零场区域遭受快速磁化损失。在这里,我们表明,大的基态磁矩的产生对于抑制SMM的零场QTM至关重要。我们使用氟桥连在一例3d-4f团簇中构建镧系离子之间产生铁磁耦合。该Dy3Cr3分子具有10.7 μB的大基态磁矩,并被确认为TB为5 K的SMM。更重要的是,在0.7 K的范围内观察到了矫顽场为1.3 T、剩磁超过97%的“非常硬”的磁滞回线。从头算计算完全支持此观察结果,从而说明氟桥对于抑制基于镧系元素的SMM的零场QTM的重要性。

工作被微信公众号“小柯化学”(LINK)报道。

Matter2022, DOI: 10.1016/j.matt.2022.07.009. LINK

 

3. Ligand Fluorination to Mitigate the Raman Relaxation of Dy(III) Single-Molecule Magnets: A Combined Terahertz, Far-IR and Vibronic Barrier Model Study

Yan Ma,Yuan-Qi Zhai,Qian-Cheng Luo,You-Song Ding,Yan-Zhen Zheng*

亮点如何抑制通过虚拟能级触发的快速拉曼弛豫过程已经成为化学上设计性能更好的单分子磁体的难题。在这里,我们使用三氟甲基系统地取代原有五角双锥构型Dy基单分子磁体轴向位置叔丁醇中的甲基。所得配合物-[Dy(OLA)2py5][BPh4](LA=CH(CF3)2)− 1,CH2CF32、CMe2CF33) -显示逐渐增强的TBhys(@100 Oe/s),从17 K(3)、20 K(2)到23 K(1)。通过实验确定了在5–500 cm-1范围内不同的低于第一激发态能垒的弛豫能,我们确定了轴向配体的C–F键在200到350 cm−1之间的相关振动能是这一改进的关键变量。总之,这一发现不仅揭示了几何结构与拉曼过程之间的相关性,而且为如何应用振动势垒模型分析镧系单分子磁体中的多声子弛豫过程提供了范例。

工作被微信公众号“X-MOL资讯”(LINK)和交大新闻网(LINK)报道。

Angew. Chem. Int. Ed. 2022, e202206022. LINK

 

4. Tetraanionic arachno-Carboranyl Ligand Imparts Strong Axiality to Terbium(III) Single-Molecule Magnets

Peng-Bo Jin, Ke-Xin Yu, Qian-Cheng Luo, Ye-Ye Liu, Yuan-Qi Zhai and Yan-Zhen Zheng*

亮点:成功地合成了一系列完全三明治结构的蛛网式碳硼烷镧系配合物,其结构为{η6-[μ-1,2-[o-C6H4(CH2)2]-1,2-C2B10H10]2Ln}{Li5(THF)10}(Ln=Tb,Dy,Ho,Er,Y),其中“碳邻接”的碳硼烷配体(arachno-C2B10H104-) 带有四个负电荷,并使用六边形η6-C2B4面与中心镧系元素离子配位。因此,中心镧系阳离子为伪十二配位,具有近似的伪D6h对称性或六角棱柱几何结构。由于这种几何结构带来的晶体场效应仍然未知,我们深入研究了这一系列配合物的磁性,发现该配体施加的晶体场导致基态和第一激发态之间的能隙为Tb>Dy>Ho>Er的关系,这与二茂铁和酞菁配体极为相似,尽管在两种配体下局部配位几何形状不同。此外,在优化磁场下,磁化反转效势垒达到445(10)K、最高可在4K观察磁滞回线,以及在2K下,钇稀释样品的弛豫时间达到193(17)秒,这一系列蛛网式碳硼烷镧系配合物的Tb类似物为Tb3+基单分子磁体提供了新的基准。

 

Angew. Chem. Int. Ed. 2022, e202203285. LINK

该工作被微信公众号“X-MOL资讯”(LINK)和交大新闻网(LINK)报道。

 

 

Research Direction


 

研究成果亮点介绍

    郑彦臻教授主要致力于以单分子磁体、低温磁制冷剂为典型代表的分子基磁性材料的研究,是国内早期提出利用对称性调控单分子磁体性能的创始人之一。发展了“混合配体”、“可控水解溶剂热”、“赝两配位”等合成策略,有效调控了稀土与过渡金属离子之间的结合数以及稀土配合物的对称性,实现了目前核数最高的混合金属团簇及具有D5h轴向对称性的稀土单分子磁体的构筑,得到了1特斯拉低场下具有最高磁熵变的镍-稀土混合金属团簇及能垒最高的五角双锥型镝基单分子磁体。在理论上阐明了稀土离子间磁交换常数的“指纹谱”效应,通过引入声子碰撞速率修正了量子隧穿公式中的“常数”项,从而揭示了量子隧穿效应的温度依赖性,并以此提出了分子振动极有可能加剧量子隧穿效应的新论断,促进了该领域的发展。