磁性金屬-有機骨架 (magnetic metal-organic frameworks,MMOFs)是指金屬離子與有機官能團通過共價鍵或離子-共價鍵相互連接，共同構筑的長程有序晶態結構。這類MOF材料因在催化、儲氫和光學元件等方面具有潛在的應用價值而受到廣泛關注，是近十年來化學和材料科學領域的一個研究熱點。最近幾年，金屬-有機骨架材料的磁性和電學性質開始引起人們的興趣，人們先后在一些金屬-有機骨架材料中發現了新型有機磁體、有機鐵電體和多鐵體等。近期，中科院物理研究所/北京凝聚態物理國家實驗室（籌）磁學國家重點實驗室孫陽研究組在金屬-有機骨架材料的磁性研究方面取得了新進展，發現一種鐵基金屬-有機骨架材料在低溫下表現出磁化強度共振量子隧穿行為。
磁化強度量子隧穿（quantum tunneling of magnetization）是一種宏觀量子效應。1996年，美國和意大利科學家分別在一些單分子磁體（如Mn12）中觀察到磁化強度共振量子隧穿，表現為宏觀磁化強度隨外加磁場出現規則的臺階跳變。利用磁化強度量子隧穿可以構建固態量子比特，用于量子信息與量子計算。最近，孫陽研究組的碩士研究生田英與磁學實驗室王守國副研究員、韓秀峰研究員等合作，利用溶劑熱反應法制備出一種鈣鈦礦結構的金屬-有機骨架材料[(CH3)2NH2]Fe(HCOO)3單晶樣品。對其磁性研究表明，該體系具有兩個磁相變，在18.5K發生一個順磁-傾斜反鐵磁相變，在9K以下發生一個磁阻塞（blocking）轉變。在磁阻塞溫度以下，其沿易磁化軸方向的磁化曲線開始出現回滯。在2K時，磁化曲線表現出臺階狀的磁滯回線。同時，交流磁化率的虛部在低溫下也出現一個頻率依賴的峰。這些行為都是單分子/單離子磁化強度共振量子隧穿的典型特征。上述實驗結果表明金屬-有機骨架材料[(CH3)2NH2]Fe(HCOO)3存在本征的磁性相分離——同時存在長程關聯的反鐵磁有序和孤立的單離子量子磁體。為了理解這一奇特磁性質，孫陽等提出了一個氫鍵依賴的遠距離超交換作用（long-distance superexchange）模型。在傳統的安德森超交換作用理論中，交換作用的強度依賴于交換路徑（exchange path）的幾何因子，可以定性地由Goodenough-Kanamori規則來確定。在金屬-有機骨架中，當兩個磁性離子通過一個有機鏈發生遠距離超交換作用時，其交換路徑會受到有機鏈周圍氫鍵的影響。當有機鏈上形成的氫鍵足夠強時，超交換作用可能會被大大抑制，導致孤立的單離子量子磁體的產生。