金属有机骨架多孔材料调控金属富勒烯的电子自旋

在分子水平上调控电子自旋对实现量子计算、信息存储具有十分重要的科学意义。自旋活性的金属富勒烯具有稳定的分子电子结构和灵敏的刺激响应性，在量子信息处理方面具有应用前景。

中国科学院化学研究所分子纳米结构与纳米技术实验室的王春儒研究员课题组致力于金属富勒烯的合成与性质研究，推动了金属富勒烯的产业化生产，相继开发了金属富勒烯在磁共振成像造影剂和肿瘤治疗方面的应用。

最近，该团队在美国化学会会志（J. Am. Chem. Soc. , 2015, 137, 15055-15060)发表了利用金属有机骨架多孔材料调控金属富勒烯电子自旋的研究结果，论文以王春儒研究员和王太山副研究员为通讯作者，冯永强博士为第一作者。

该研究中，他们将顺磁性的金属富勒烯Y2@C79N分子填充到金属有机骨架材料（MOF）的纳米孔道中，获得了在多孔材料中均匀分散的Y2@C79N分子，构筑了稳定的固态自旋体系。电子自旋共振波谱(ESR)研究表明，Y2@C79N分子在MOF的孔道内定向排列，体系进而呈现轴对称ESR信号。理论计算结果指出Y2@C79N碳笼上的N原子与MOF骨架上的三苯基平面之间的较强π-π相互作用诱导了Y2@C79N分子定向排列。该工作提供了一种构筑新型固态自旋体系的新思路，有望应用于量子计算、信息存储及自旋结构的检测。

http://dx.doi.org/10.1021/jacs.5b10796

原文标题：Steering Metallofullerene Electron Spin in Porous Metal–Organic Framework