专利名称：一种单分子磁体(Mn的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种用于存储器件中的单分子磁体的制备方法，尤其涉及单分子磁体(Mn1-xCrx)12-ac的制备方法。
背景技术：
随着微电子制造水平的不断提高，计算机中央处理器(CPU)硅芯片的精密程度每18个月就要翻一番。按照这一规律，计算机问世50多年来，运算速度已提高了约10亿倍，而CPU集成电路的线宽目前也已细微到只有0.2微米。最迟到2020年，电路线宽将不可避免地达到仅有单个分子大小的物理学极限，这就意味着传统计算机的发展将走入穷途末路。然而人类对于信息处理更快、更强的追求却是永无止境的，向更微观的原子世界进军，开发量子计算技术将是惟一的出路。Mn12-ac分子磁体由于具有良好的结构以及磁的宏观量子效应，成为实现这一技术的首选材料。
目前国际上制备Mn12-ac的实验方法主要是根据1980年Lis(ActaCryst.1980(36)，2042-2046)首次提出的方法来进行的，该方法以高锰酸钾和醋酸锰为原料，在醋酸溶液的体系中进行氧化还原反应，从而制得产物，周期为两天。但是，采用这种方法所得的Mn12-ac分子晶体只是细小的粉晶(尺寸不到毫米量级)，纤细、易碎。而且这种方法的重复性很差，对周围环境的要求较高，使得对这一方面的研究工作无法展开。
发明内容
为了解决上述Mn12-ac分子晶体纤细、易碎且制备方法重复性差等技术问题，本发明的目的是提供一种制备单分子磁体(Mn1-xCrx)12-ac的方法；其中，x表示Cr的原子百分比掺杂含量，0＜x≤10％。
本发明一种单分子磁体(Mn1-xCrx)12-ac的制备方法，包含以下步骤(1)在室温下将7.7wt％的Mn(CH3COO)2·4H2O、0.5～4wt％的K2CrO4和0～2wt％的KMnO4倒入盛有86.7～91.8wt％的体积百分比浓度为60％醋酸溶液的反应瓶中，并持续搅拌0.5～1小时使其充分溶解；(2)将所述反应瓶转移到水浴缸中并在室温下静置1～2小时后，采用水浴法加热升温，升温速率为8～20K/小时；(3)升温至318～328K，并恒温0.5～1小时；(4)自然降温至室温，并在此状态下静置48～1440小时。
本发明极大地提高了单分子磁体(Mn1-xCrx)12-ac的体积，制备出的晶体体积为3～45mm3，大大地增加了晶体的量子存储容量，延长了其使用寿命，从而能够获得更广泛的应用。通过掺入Cr实现了对磁的宏观量子效应的调控，低场下的隧穿几率比Mn12-ac分子磁体大1～7.5倍。此外，本发明制备工艺稳定，重复性好，适合实际操作。
图1为公知的Mn12-ac分子磁体与本发明制得的(Mn0.9Cr0.1)12-ac样品的磁滞回线比较曲线图；图2为公知的Mn12-ac分子磁体与本发明制得的(Mn0.96Cr0.04)12-ac样品的磁滞回线比较曲线图。
具体实施例方式
下面结合附图和实施例对本发明进一步说明。
实施例1(Mn0.9Cr0.1)12-ac首先在室温下将6克Mn(CH3COO)2·4H2O溶解在盛有70毫升的体积百分比浓度为60％的醋酸溶液的反应瓶中，然后倒入3.0克的K2CrO4，搅拌0.5小时使其完全反应。将该反应瓶转移到水浴缸中，套在回流冷凝管上，打开搅拌器搅拌使缸中水温均匀。将反应瓶在室温下静置一小时后以12K/小时的速率升温至318K，再以10K/小时的速率升温至328K，在此温度下恒温0.5小时后关搅拌器，使其自然降至室温，保持此状态静置1440小时。最后取出将其过滤，即可得到许多根1.5×1.5×5mm3的晶体。如图1所示，经PPMS对其磁滞回线的测量，证明该材料具有磁的宏观量子效应，而且与Mn12-ac分子磁体相比，零场下的隧穿几率增大了7.5倍。
实施例2(Mn0.96Cr0.04)12-ac首先在室温下将6克Mn(CH3COO)2·4H2O溶解在盛有70毫升的体积百分比浓度为60％的醋酸溶液的反应瓶中，然后倒入2.2克的K2CrO4和0.4克KMnO4，搅拌0.5小时使其完全反应。将该反应瓶转移到水浴缸中，套在回流冷凝管上，打开搅拌器搅拌使缸中水温均匀。将反应瓶在室温下静置一小时后以12K/小时的速率升温至318K，再以10K/小时的速率升温至328K，在此温度下恒温0.5小时后，关搅拌器，使其自然降至室温，保持此状态静置1440小时。最后取出将其过滤，即可得到许多根2×2×5mm3的晶体。如图2所示，经PPMS对其磁滞回线的测量，证明该材料具有磁的宏观量子效应，而且与Mn12-ac分子磁体相比，低场下的隧穿几率增大了3倍。
权利要求
1.一种单分子磁体(Mn1-xCrx)12-ac的制备方法，其特征在于包含以下步骤(1)在室温下将7.7wt％的Mn(CH3COO)2·4H2O、0.5～4wt％的K2CrO4和0～2wt％的KMnO4倒入盛有86.7～91.8wt％的体积百分比浓度为60％醋酸溶液的反应瓶中，并持续搅拌0.5～1小时使其充分溶解；(2)将所述反应瓶转移到水浴缸中并在室温下静置1～2小时后，采用水浴法加热升温，升温速率为8～20K/小时；(3)升温至318～328K，并恒温0.5～1小时；(4)自然降温至室温，并在此状态下静置48～1440小时；其中，所述x表示Cr的原子百分比掺杂含量，0＜x≤10％。
全文摘要
本发明公开了一种单分子磁体(Mn
文档编号H01F41/02GK1564283SQ20041002992
公开日2005年1月12日 申请日期2004年4月5日 优先权日2004年4月5日
发明者何伦华, 王芳卫 申请人:中国科学院物理研究所