巨型单分子磁体：Mn84 环及其超分子纳米管

十年前，单个分子可以作为可磁化磁体的发现为纳米尺度磁性材料提供了一种新的“自下而上”方法，此后这类分子被称为单分子磁体 (SMMs)。每个分子作为一个纳米尺度的单畴磁性粒子，在其阻塞温度 ($T_B$) 以下，表现出磁体的经典宏观性质，即磁化滞后。此外，它们跨越了经典/量子界面，也表现出磁化的量子隧穿 (QTM) 和量子相位干涉，这是原子或微观尺度的性质。SMMs 具有许多潜在应用，包括极高密度信息存储（其中每个比特将作为单个分子的磁化取向存储），以及作为量子计算中的量子比特，利用 QTM 提供的态的量子叠加。为了促进用于此类应用及其他目的的单个 SMM 寻址技术的发展，我们一直有兴趣探索是否能够合成（以分子标准衡量）非常大的 SMM。实际上，分子（或“自下而上”）方法能否达到经典（或“自上而下”）方法制备纳米尺度磁性材料的尺寸范围？确实，我们在此确信，可以制备出具有 4 nm 尺寸环状结构的巨型 Mn84 SMM，它表现出磁化滞后和 QTM，并且结晶为高度有序的超分子纳米管。