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. 2020-2022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. Bis-Alkoxide Dysprosium(III) Crown Ether Complexes Exhibit Tunable Air Stability and Record Energy Barrier

Wen-Jie Xu, Qian-Cheng Luo, Zi-Han Li, Yuan-Qi Zhai, and Yan-Zhen Zheng*

Highlight: 高性能、空气稳定的单分子磁体(SMMs)可以为信息存储器件制备提供极大的便利。而镧系SMMs的高稳定性和强磁轴向性难以平衡,因此许多高性能镝(Dy)基SMMs对空气高度敏感,这限制了它们的实际应用。具有赝D6h对称性的Dy基配合物能够很好地结合大配位数和高对称性,是制备高性能空气稳定单分子磁体的优选构型。在此,我们选择弱的18-冠-6作为平面配体,大位阻醇氧配体金刚烷醇作为轴向配体,成功合成化合物[Dy(18-C-6)(1-AdO)2][I3],其同时具有良好的空气稳定性和显著增强的磁轴向性,展现出高达2427 K的创纪录能垒值和11 K的阻塞温度,为空气稳定型SMMs设立了新的基准。

Adv. Sci. 2024, article accepted. DOI: 10.1002/advs.202308548. Link

 

2.Gd-based Molecular Coolants: Aggregating for Better Magnetocaloric Effect

Yuan-Qi Zhai, Wei-Peng Chen,* Marco Evangelisti, Zhendong Fu and Yan-Zhen Zheng*

Highlight: 作者通过溶剂热法成功合成了15种3d-Gd混金属磷酸酯配合物,其中包括7种仅含两个钆(III)离子的配合物({Gd2}、{Ni2Gd2}、{Co4Gd2}、{Co8Gd2}、{Fe6Gd2}、{Fe17Gd2})和8种含有超过两个钆(III)离子的复杂结构({Co8Gd4}、{Mn8Gd4}、{Co4Gd6}、{Mn4Gd6}、{Co6Gd8}、{Ni5Gd8}、{Ni6Gd6}、{Co8Gd8}、{Mn9Gd9})。在第一系列中,由于钆(III)二聚体周围环境的相似性,为研究磁交换作用对磁热效应(MCE)的影响提供了独特的视角。第二系列中,通过增加钆(III)中心的数量(加倍、三倍甚至四倍),作者进一步探索了在复杂环境下磁交换作用对MCE的影响。大多数配合物表现出反铁磁耦合,且MCE结果基本相似,但拓扑自旋阻挫的引入显著增强了MCE。尽管在磷酸酯配合物中观察到铁磁耦合的情况较为罕见,但本体系仍发现了一例具有出色MCE性能的配合物{Ni5Gd8},比热测试发现在1 T的低场磁熵变值达到10.7 J kg-1 K-1。此外,除了结构和拓扑的影响,作者发现磁熵变值(量度单位为焦耳/千克)与配合物中钆(III)离子所占的百分比线性相关,这为进一步理解和优化MCE提供了重要线索。

Aggregate 2024, article accepted.

 

3.Thermally Stable Terbium(II) and Dysprosium(II) Bis-amidinate Complexes

Peng-Bo Jin, Qian-Cheng Luo, Gemma K. Gransbury, Iñigo J. Vitorica-Yrezabal, Tomáš Hajdu, Ilya Strashnov, Eric J. L. McInnes, Richard E. P. Winpenny, Nicholas F. Chilton*, David P. Mills*, and Yan-Zhen Zheng*

Highlight: 作者通过增大脒基配体取代基位阻合成出脒基稀土碘化物前驱体[Ln(Piso)2I] (Ln = Tb, Dy; Piso = {(NDipp)2CtBu}, Dipp = C6H3iPr2-2,6),并分别在强还原剂石墨钾以及强亲电试剂作用下分别合成并分离出首例非常规二价稀土脒基配合物[Ln(Piso)2]及其三价同构体[Ln(Piso)2][B(C6F5)]。研究发现,大位阻脒基配体可以很好地稳定二价稀土离子,使其呈现室温稳定的中性且线性的配合物结构。通过深入研究其磁性并结合紫外可见光谱、电子顺磁共振以及理论计算等手段,确定了二价镝和二价铽离子在该配体场下表现出4fn5dz21(Ln = Tb,n = 8;Dy,n = 9)电子构型。磁性研究表明二价铽与二价镝金属中心在此配体场下产生了非常大的磁各向异性,有效磁翻转能垒分别高达1920 K和1964 K,是目前二价单核单分子磁体的新纪录。

J. Am. Chem. Soc. 2023, 145, 27993–28009. Link

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

4. Mitigating Raman relaxation for high-temperature single-molecule magnets

Qian-Cheng Luo and Yan-Zhen Zheng*

Highlight: 以往关于如何延长单分子磁体弛豫时间的研究主要集中在减轻磁量子隧穿效应上,但最近的研究进展表明拉曼弛豫更为关键。然而对分子体系中该弛豫机制的研究却属于是“贫瘠地带”,需要进一步被探索。本Forum文章系统梳理了单分子磁体磁弛豫过程的机制及对拉曼弛豫在分子体系的全新理解,强调了光学声子在该过程的关键作用,并通过最近几年的研究进展指出加强体系刚性和引入高能化学键对抑制拉曼过程的重要性,提出在将来结合磁光光谱技术和自旋动力学模拟等在该领域研究的必要性。总之,分子体系拉曼过程的研究是一个新兴领域,不仅对磁弛豫,而且对更广泛的物理科学具有更深的意义。

Trends Chem. 2023, 5, 869-872. Link

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。