一个小小的分子能够存储一个比特？这不是天方夜谭。只要有合适的磁性元素以及特定的配位环境，单分子磁体作为高密度信息存储完全有可能。但必须提升分子的轴向磁各向异性能才能让分子在更高的温度区间表现出磁体行为，否则将大大制约单分子磁体的应用前景。如何提升单分子磁体的轴向磁各向异性能，是当前这个领域的主要难题。

为了解决这些问题，组内博士生丁友松选取稀土元素Dy为自旋载体，通过调整其配位环境，包括配位构型、配体场的强弱等，设计合成出了一例高性能的单分子磁体，将这一领域原有的能垒记录翻了一倍。该化合物的高性能化得益于金属中心Dy(III)拥有近乎完美的D_5h对称性，轴向上选用了叔丁醇作为配体，平面上配位了五个吡啶分子稳定结构，这样一种强的轴向配位结合弱的平面配位，极大地增强了Dy(III)的轴向磁各向异性。其阻塞磁矩翻转的能垒高达1815 K，远远超过之前的记录（1025 K），同时阻塞温度也达到了14 K。值得一提的是该化合物的出现，是单分子磁体慢磁弛豫行为的可观测温度首次提到了液氮温度（77 K）区间。英国曼彻斯特大学Winpenny教授课题组的Chilton博士利用CASSCF-SO计算，从理论上进行了分析验证，与实验结果非常吻合。该工作将单分子磁体的慢弛豫性能推向了液氮温度以上，初步实现了高温单分子磁体的理性设计与调控，为单分子磁体的潜在应用打下了基础。

该项目获得了国家自然科学基金重点国际合作项目（21620102002）等的支持。相关论文发表在国际著名期刊《德国应用化学》（Angewandte Chemie International Edition）（影响因子11.709）上，题为“On Approaching the Limit of Molecular Magnetic Anisotropy: A Near-Perfect Pentagonal Bipyramidal Dy^III Single-Molecule Magnet”。前沿院为该论文的第一完成单位。合作方Winpenny教授是西安交通大学的客座教授，受聘于2015年。

全文链接：http://onlinelibrary.wiley.com/doi/10.1002/anie.201609685/full