Hao-Lan Zhang, Yuan-Qi Zhai, Lei Qin published a new article on Matter. Congratulations!

Title: Single-Molecule Toroic Design through Magnetic Exchange Coupling

Highlights：本文报道了一例基于磁交换耦合的单分子磁环{Fe8Dy8} 1Dy。磁性测试显示，{Fe8Dy8}分子内为铁磁交换作用，在0.5 K下的M-H曲线中，在0.23特斯拉处观察到明显的S型，这是环形磁矩的主要特征。运用从头算（ab initio）方法揭示了FeIII和Dy金属中心之间的铁磁交换相互作用是产生此环形磁矩的关键。为阐明该环状分子中的Fe-Dy磁性相互作用，进一步合成了两个类似的只具有一种顺磁金属中心的化合物{Fe8Y8} 1Y和{Al8Dy8} 2Dy。比较表明，Fe-Dy的铁磁交换相互作用导致1Dy的基态与第一激发态产生了明显的能级交叉。电子顺磁共振（EPR）测试得到能级劈裂场Hc为−3.35 T，基态和第一激发态之间的能隙为107 GHz (3.55 cm−1)，和从头算得出的环形磁矩与微观态一致。该单分子磁环的基态为四重简并，这在以往报道的单分子磁环(SMT)中是前所未有的。由于磁交换耦合可以为配体设计提供更多选择，因此我们的工作为下一代单分子磁环的设计提供了有效策略。

Matter, 2020, DOI: 10.1016/j.matt.2020.02.021, link