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Metal-organic magnets with large coercivity and ordering temperatures up to 242°C
Science ( IF 56.9 ) Pub Date : 2020-10-29 , DOI: 10.1126/science.abb3861
Panagiota Perlepe 1, 2 , Itziar Oyarzabal 1, 3 , Aaron Mailman 4 , Morgane Yquel 1, 2 , Mikhail Platunov 5 , Iurii Dovgaliuk 6 , Mathieu Rouzières 1 , Philippe Négrier 7 , Denise Mondieig 7 , Elizaveta A. Suturina 8 , Marie-Anne Dourges 9 , Sébastien Bonhommeau 9 , Rebecca A. Musgrave 1 , Kasper S. Pedersen 1, 10 , Dmitry Chernyshov 6 , Fabrice Wilhelm 5 , Andrei Rogalev 5 , Corine Mathonière 2 , Rodolphe Clérac 1
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Lightening the load Permanent magnets are generally produced from solid metals or alloys. Less dense compositions involving lighter elements tend to demagnetize well below room temperature or under modest applied external fields. Perlepe et al. now report that chemical reduction of a low-density chromium-pyrazine network produces a magnet that remains stable above 200°C and resists demagnetization with 7500-oersted coercivity at room temperature. The straightforward synthetic route to the material shows promise for broad exploration of potential applications. Science, this issue p. 587 Chemical reduction of a chromium-pyrazine framework produces a lightweight magnet. Magnets derived from inorganic materials (e.g., oxides, rare-earth–based, and intermetallic compounds) are key components of modern technological applications. Despite considerable success in a broad range of applications, these inorganic magnets suffer several drawbacks, including energetically expensive fabrication, limited availability of certain constituent elements, high density, and poor scope for chemical tunability. A promising design strategy for next-generation magnets relies on the versatile coordination chemistry of abundant metal ions and inexpensive organic ligands. Following this approach, we report the general, simple, and efficient synthesis of lightweight, molecule-based magnets by postsynthetic reduction of preassembled coordination networks that incorporate chromium metal ions and pyrazine building blocks. The resulting metal-organic ferrimagnets feature critical temperatures up to 242°C and a 7500-oersted room-temperature coercivity.

中文翻译:

具有大矫顽力和订购温度高达 242°C 的金属有机磁铁

减轻负载 永磁体通常由固体金属或合金制成。包含较轻元素的密度较低的组合物往往在远低于室温或在适度施加的外部场下退磁。Perlepe 等人。现在报告说,低密度铬-吡嗪网络的化学还原产生的磁体在 200°C 以上保持稳定,并在室温下以 7500 奥斯特的矫顽力抵抗退磁。该材料的直接合成路线显示出对潜在应用的广泛探索的希望。科学,这个问题 p。587 铬-吡嗪骨架的化学还原产生轻质磁铁。源自无机材料(例如氧化物、稀土基和金属间化合物)的磁铁是现代技术应用的关键组成部分。尽管在广泛的应用中取得了相当大的成功,但这些无机磁铁仍存在一些缺点,包括制造成本高、某些组成元素的可用性有限、密度高以及化学可调性范围差。下一代磁铁的一个有前途的设计策略依赖于丰富的金属离子和廉价的有机配体的多功能配位化学。遵循这种方法,我们通过合成后还原包含铬金属离子和吡嗪构建块的预组装配位网络,报告了一般、简单和有效的轻质分子磁体合成。由此产生的金属有机亚铁磁体具有高达 242°C 的临界温度和 7500 奥斯特的室温矫顽力。这些无机磁铁有几个缺点,包括制造成本高昂、某些组成元素的可用性有限、密度高以及化学可调性差。下一代磁铁的一个有前途的设计策略依赖于丰富的金属离子和廉价的有机配体的多功能配位化学。遵循这种方法,我们通过合成后还原包含铬金属离子和吡嗪构建块的预组装配位网络,报告了一般、简单和有效的轻质分子磁体合成。由此产生的金属有机亚铁磁体具有高达 242°C 的临界温度和 7500 奥斯特的室温矫顽力。这些无机磁铁有几个缺点,包括制造成本高昂、某些组成元素的可用性有限、密度高以及化学可调性差。下一代磁铁的一个有前途的设计策略依赖于丰富的金属离子和廉价的有机配体的多功能配位化学。遵循这种方法,我们通过合成后还原包含铬金属离子和吡嗪构建块的预组装配位网络,报告了一般、简单和有效的轻质分子磁体合成。由此产生的金属有机亚铁磁体具有高达 242°C 的临界温度和 7500 奥斯特的室温矫顽力。某些组成元素的可用性有限,密度高,化学可调性范围差。下一代磁铁的一个有前途的设计策略依赖于丰富的金属离子和廉价的有机配体的多功能配位化学。遵循这种方法,我们通过合成后还原包含铬金属离子和吡嗪构建块的预组装配位网络,报告了一般、简单和有效的轻质分子磁体合成。由此产生的金属有机亚铁磁体具有高达 242°C 的临界温度和 7500 奥斯特的室温矫顽力。某些组成元素的可用性有限,密度高,化学可调性范围差。下一代磁铁的一个有前途的设计策略依赖于丰富的金属离子和廉价的有机配体的多功能配位化学。遵循这种方法,我们通过合成后还原包含铬金属离子和吡嗪构建块的预组装配位网络,报告了一般、简单和有效的轻质分子磁体合成。由此产生的金属有机亚铁磁体具有高达 242°C 的临界温度和 7500 奥斯特的室温矫顽力。下一代磁铁的一个有前途的设计策略依赖于丰富的金属离子和廉价的有机配体的多功能配位化学。遵循这种方法,我们通过合成后还原包含铬金属离子和吡嗪构建块的预组装配位网络,报告了一般、简单和有效的轻质分子磁体合成。由此产生的金属有机亚铁磁体具有高达 242°C 的临界温度和 7500 奥斯特的室温矫顽力。下一代磁铁的一个有前途的设计策略依赖于丰富的金属离子和廉价的有机配体的多功能配位化学。遵循这种方法,我们通过合成后还原包含铬金属离子和吡嗪构建块的预组装配位网络,报告了一般、简单和有效的轻质分子磁体合成。由此产生的金属有机亚铁磁体具有高达 242°C 的临界温度和 7500 奥斯特的室温矫顽力。
更新日期:2020-10-29
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