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中國科學院化學研究所張斌副研究員在《2004科學發展報告》中撰寫文章,對同時具有電導和磁性的分子晶體分類進行了描述,並指出了這項研究工作所具有的重要意義及美好前景。分子晶體是一類由范德華力結合形成的晶體,如冰糖等典型的有機晶體。與金屬晶體、離子晶體相比,通常見到的分子晶體的導電性都很差(絕緣體)。1911年有人提出了合成金屬性有機晶體的大膽設想,向當時的觀念提出了挑戰。到1973年這個設想變成現實¾製備得到了室溫電導率為102S·cm-1的有機導體,並於1979年在對這類晶體施以靜壓後得到了有機超導體。到現在為止人們已經得到了一百多種有機超導體,並在無機陶瓷相超導出現之前具有最高化合物超導溫度(除金屬和合金)。尋求更高溫乃至室溫的超導體仍是無機、有機超導界共同追求的目標。現在人們提出了鐵磁性超導體的設想,雖然現有的超導理論認為鐵磁性和超導性是相衝突的,但科學家對電磁雙功能分子材料的研究表明我們正在逐漸接近這個目標,其中一項重大進展就是鐵磁性有機導體的制得,這類研究是傳統有機導體研究的一個延伸。
電磁雙功能分子晶體材料依其中電磁相互關係可分為電磁獨立和電磁相關(電磁偶合)兩大類,依其組成可分為雙(多)組份和單組份分子兩大類。不論在單組份還是雙(多)組份體系,都要求在晶體中分子成柱堆積,分子柱內p電子要有最大重疊以形成導帶,以使材料呈金屬性。從電磁獨立的電磁雙功能材料出發,有望製備得到鐵磁性的超導體;從電磁偶合體系的電磁雙功能材料出發,可以得到反鐵磁性的超導體,實現電磁功能的調控,同時其表現出的豐富的物理現象引起了物理學家極大的關注,有望推動人們對電磁本質的更進一步的了解和認識。
由於各組份的大小都在奈米的尺度,電磁雙功能分子晶體是奈米尺度分子有序組裝的一個成功範例;由於可以從分子水準上實現材料電、磁性的調控,從理論上帶動人們從更深的一個層次認識電、磁現象的本質,從應用上可用來製備分子電子器件,已成為分子電子學研究一個重要組成部分。該項研究結合了當前分子導體、分子磁體研究的精華,覆蓋了化學、物理、結晶學、材料學等多個領域,已成為衡量一個國家基礎研究水準高低的重要標誌。我國自1986年就開始了這方面的工作,已有很好的基礎,若能組織起合適的研究隊伍、配備以充足的研究經費,完全可以在電磁雙功能分子晶體材料中做出國際領先的工作。
中國網 2004年3月22日