增强伪二元第一过渡行金属硫氰酸盐 $\it{M}$(NCS)$_{2}$ 中的磁相互作用

理解化学组成对磁相互作用强度的影响，是设计具有更强交换相互作用磁体的关键。磁性二价第一过渡行金属（TM）硫氰酸盐是一类化学简单的层状分子框架。本文报道了该家族的两个新成员：硫氰酸锰（II）Mn(NCS)$_{2}$ 和硫氰酸铁（II）Fe(NCS)$_{2}$。通过对这些材料以及硫氰酸钴（II）和硫氰酸镍（II）（分别为 Co(NCS)$_{2}$ 和 Ni(NCS)$_{2}$）的磁化率测量，我们确定了较早 TM 离子间显著更强的净反铁磁相互作用——Weiss 常数 \theta 从 Ni(NCS)$_{2}$ 的 29 K 降至 Mn(NCS)$_{2}$ 的 -115 K——这是更弥散的 3d 轨道、增加的轨道重叠以及未配对 $\it{t}$$_{2g}$ 电子数增多所致。我们阐明了这些材料的磁结构：Mn(NCS)$_{2}$、Fe(NCS)$_{2}$ 和 Co(NCS)$_{2}$ 有序化为相同的反铁磁公度基态，而 Ni(NCS)$_{2}$ 采取的基态结构由铁磁有序层反铁磁堆叠构成。我们表明，使用较早的 TM 可构建具有显著更强净交换相互作用的磁性分子框架。