高自旋磁性團簇研究獲新進展！

　　開發具有預期穩定性、規則結構和精確組分的功能材料是化學研究的重要內容之一。高自旋磁性團簇由于電子結構與幾何構型、自旋態以及原子間相互作用區別于塊體材料，展現出奇異的物理化學性質，為自旋電子學材料和微器件的設計開發提供了新思路。

　　中國科學院化學研究所分子動態與穩態結構實驗室研究員駱智訓課題組利用自主設計搭建的質譜與光電子能譜儀器，在金屬團簇與超原子研究方面取得了系列進展。

　　近日，駱智訓課題組、姚建年課題組，聯合清華大學教授李雋理論團隊，在探究陰離子Rhn-（n=3-33）簇與幾種典型氣體（包括O2、CO2、CH4和CH3Br）的反應中發現，Rh19-是具有特殊穩定性的幻數團簇，并結合光電子能譜確定了其高對稱性與鐵磁性的超八面體結構（S=10/2）。Rh元素本身并非磁性。研究表明，強磁性團簇Rh19-的特殊穩定性主要來源于其獨特的電子結構與成鍵方式，且具有特殊的超原子軌道特征1S2|2S22P6|3S23P6。基于此，研究進一步提出了金屬團簇“電子自旋態異構體”（Electron-spin state isomers，ESSIs）新概念，剖析了Rh19-團簇光電子能譜熱帶（Hot-bands）。

　　該工作發現了一種高對稱的、尺寸在1nm的Rh19-團簇，對應于面心立方晶體銠的一個片段，詮釋了從金屬原子到可調控磁/電性質固體材料的結構演變規律，為剖析過渡金屬光電子性質提供了原子精準的范例，并為材料基因的原子構造提供了新思路。