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2001年,由Gatteschi等第一次合成了由钴及有机原子团交替构成的一维磁性链[Co(hfac)2(NITPhOMe)],其有效能垒达到107cm-1。随后,许多科学家投入到单链磁体(SCMs)的研究中,合成了大量的不同种类的SCMs,但所合成SCMs的能垒都小于107cm-1。因此,探索具有更高能垒SCMs成为当前实验及理论化学家共同努力的目标。目前,处于Ising和Heisenberg极限之间SCMs(｜D/J｜≈4/3)的磁各向异性及相关能的表达式还不清楚。为此,本文将探索此类SCMs磁弛豫能垒的来源机制,及能垒与磁中心离子零场分裂参数和耦合作用常数等的内在关系。我们选取了一系列含过渡金属离子的SCMs:[MrⅢ(5-TMAMsalen)M(CN)6](5-TMAMsalen2-=N,N’-ethylenebis(5-trimethylammoniomethylsalicylideneiminate)(M=FeⅢ,MnⅢ, CrⅢ),[MnⅢ(3,5.C12saltmen)NiⅡ(pao)2(phen)](3,5.C12saltmen2-=N’N’.(1,1,2,2.tetr-amethylethylene)bis(3,5-dichlorosalicylideneiminate)；pao-=pyridine-2-aldoximate； phen=1,10-phenanthroline)及[FeⅢ(bpea)(CN)3MnⅢ(5.Me-saltmen)](bpca=bis-2p-yridylcarbonyl)amidate；5-Me-saltmen2-=N,N’-(1,1,2,2-tetramethylethylene)bis(5--methylsalicylideneiminate)).使用密度泛函(DFT)和二级微扰完全活性空间组态(CASPT2)等方法计算其零场分裂和耦合作用常数等。计算结果表明,所得J和D与实验值比较接近。通过理论分析链上磁性离子磁弛豫过程等,得到了单链磁体相关能和各向异性能与磁性参数之间的关系,并对其能垒来源机制等进行了详细的探讨。对单链磁体Mn-Fe和Mn-Mn’,Mn的各向异性能较大(3ΔA-Mn>4｜J｜SMnSM),而M(M=Fe,Mn’)的很小(3△A-M<4｜J｜SMnSM),Mn或M上的自旋都有可能先进行翻转,且进行这两种自旋翻转的单链数接近相等,所以相关能和各向异性能接近于两种情况下的平均值：△A=(△A-Mn+△A-M)/2,△ξ=3｜J｜SMnSM；对单链磁体Mn-Ni和Mn-Cr,由于强的交换耦合作用(3△A-M<3△A-Mn<4｜J｜SMnSM),M (M=Ni,Cr)自旋跟着Mn翻转,自旋翻转角度受各向异性能和交换耦合影响,链的各向异性能主要来自于Mn离子△A=△A-Mn),相关能与M的自旋翻转角度θ有关,△ξ=2｜J｜SMnSM(cosθ-cos180)。