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单分子磁体是一类纳米尺度的磁性材料,在高密度信息存储、量子比特和自旋电子器件等方面具有潜在的应用价值而备受关注。由于稀土离子具有大的磁矩和强的磁各向异性,稀土离子在高性能单分子磁体构筑方面有过渡金属离子不可比拟的优势。近年来,以单核和双核稀土单分子磁体为代表的稀土单分子磁体的研究取得了长足的进展,尤其是突破了以液氮沸点温度(77 K)为界限的磁阻塞温度,为室温下的单分子信息存储迈出了坚实的一步。

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磁弛豫 磁各向异性 单分子磁体 稀土 自旋-晶格耦合

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相较传统无机钕铁硼等永磁体稀土材料,稀土基磁分子固体因具有确切分子结构、尺寸小、结构易于调控等特点备受人们关注。这类分子材料因金属中心离子配位环境、聚集态及分子对称性等的不同,在单分子磁体、单分子磁环、磁制冷等不同方面发挥优势。如何实现稀土离子不同聚集态及配位环境等的精准调控是该领域关键科学问题。该报告中主要汇报了近期西安交通大学郑彦臻课题组从金属离子选择、对称性、配位数及配体场等角度着手,系统开展了不同尺寸(≦5nm)稀土基磁分子固的研究[1-9]。目前,该课题组不仅实现单离子磁体U=1815 K的高能垒[1],深入研究了该类磁体的低温磁弛豫机理,修正了描述单分子磁体的量子隧穿公式,首次指明...

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磁制冷 单分子磁环 单分子磁体 稀土配合物

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本发明公开了一种稀土离子掺杂氮氧化硅基荧光粉及其制备方法和燃烧合成装置，属于荧光粉制造技术领域，该稀土离子掺杂氮氧化硅基荧光粉的化学式为Si(2‑x)N2O : xRe，0.001≤x≤0.01。使用的原料是较为廉价的金属Si粉、SiO2粉、NH4Cl粉和氮气，将原料球磨后在较低压力氮气气氛中进行自蔓延燃烧合成，由于无需外加热源，制备时间短，能耗低，工艺简单，效率高，所以成本可大幅度降低。在原料中引入的少量Si2N2O粉，可作为稀释剂为Si粉的氮化反应提供氮气渗入通道，并可调控燃烧反应温度以保证合成的Si2N2O产物不发生分解；引入的NH4Cl粉可作为催化剂进一步促进Si粉的氮化并调控燃烧反应温度。

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量子纠缠是当今量子信息处理、量子通信等领域的重点研究对象。实现量子纠缠 对于今后的信息处理与传递具有重要的意义。利用四波混频过程产生的孪生光束，它 们之间具有很强的时间关联性，当这两束光的强度噪声相减时，其强度差必会低于散 粒噪声基准，从而形成强度差压缩态。压缩态在一定条件下可以判定为纠缠态，因此实 现压缩态光场对于实现纠缠源具有重要的意义。目前科学家们已经在原子气体中实现 了压缩态纠缠光源。原子气体相干性好，意味着更明显的基本现象，易于对其探索和调 控，但由于原子气体介质中存在原子运动和多普勒效应，限制了纠缠光源小型化和集 成化。稀土离子掺杂材料具有光学烧孔特性，其光谱结构不同于一般的固体材料。我们 将原子介质中的技术方案扩展到稀土离子掺杂晶体 Pr3+:Y2SiO5、Eu3+:YPO4 固体类原子 介质中。另外，金刚石 NV 色心在室温下具有较长的相干时间，并且具有良好的电子自 旋性质。我们最终期望在这些固体材料中为量子精密测量和量子计算等提供可集成、 全固化和小型化的多粒子压缩态纠缠光源。 本文从理论与实验上分别研究了不同温度下金刚石 NV 色心、Pr3+:Y2SiO5 晶体和 Eu3+:YPO4 晶体介质中的非线性多波混频过程，并且在不同的实验参数下研究了产生的 孪生光束以及荧光混合信号之间的混合强度噪声关联以及强度差压缩。 在 NV 色心中，基于 NV−结构构造的三能级系统可以产生自发参量四波混频和多 阶荧光。由于在 NV 色心中存在声子运动和多种跃迁途径，产生的多阶荧光时域信号 存在着一个短寿命的原子峰和一个长寿命的声子峰，并且信号的强度、寿命及建立时 间等特性受到入射场功率的调控。 在 Pr3+:Y2SiO5 晶体的 V 型及Λ型三能级系统中，可以产生自发参量四波混频和多 阶荧光。多阶荧光时域信号在不同温度下受到激光场偏振的调制程度有所不同。对于 多阶荧光的频域信号来说，AT 分裂受到偏振以及失谐的影响。在较低的温度下，AT 分 裂随偏振及失谐的变化较为明显。在较高的温度下，声子活动较为剧烈，导致偏振、失 谐对 AT 分裂的影响减小。 最后，我们利用不同实验参数对产生的孪生光束以及荧光混合信号之间的关联和 压缩特性进行调控。在 NV 色心中，激光场功率、失谐以及样品温度会对混合关联以及 压缩产生影响。由于自发辐射相干效应，关联及压缩随失谐以及温度呈非单调变化的 特点。在 Pr3+:Y2SiO5 晶体中，不同温度下，偏振会对混合关联以及压缩产生调制。较 高温度下，声子效应较强，混合信号中的荧光信号较多，关联曲线的线型较宽；较低温 度下这一效应有所减小，关联曲线的线型较窄。在 Eu3+:YPO4 晶体中，混合关联与压缩 受到延时以及温度的调制，并且随着延时与温度的变化，关联及压缩值会变为负值。这 与 NV 色心及 Pr3+:Y2SiO5 晶体中的特点不同。因此 Eu3+:YPO4 晶体相对于 NV 色心以 及 Pr3+:Y2SiO5 晶体来说可能会作为更好的依赖于温度的一种量子光学器件的制造材料。

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Eu3+:YPO4晶体 NV 色心 Pr3+:Y2SiO5晶体 强度差压缩 强度噪声关联

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类原子非线性稀土离子掺杂晶体，如 Pr3+:Y2SiO5、Pr3+:YPO4 和 Eu3+:YPO4，与其它非 线性晶体相比，具有更长的相干时间、更多的缀饰态和来自相干激发的更多量子化能 谱。当稀土掺杂晶体受到多参数影响的缀饰态效应的调制时，它们的响应变得更加有 趣。本文研究了 Pr3+:Y2SiO5、Pr3+:YPO4 和 Eu3+:YPO4 晶体的激发光谱、时域信号和双 模聚束现象。同时，这些结果也有可能被用于实现可调谐滤波器和路由器等光学器件。 首先，本文讨论了基于 YSO 晶体在温度作用下的缀饰态的可调谐滤波器和复用路由器 的方案。孪生双光束和荧光信号的产生在时域和频域都得到了证明。线宽和 Autler-Town(AT)的分裂是由缀饰和声子的相互作用控制的。同时，这种相互作用使得 YSO 晶体的非线性响应更加稳定，这对于集成量子光子器件的稳定性和多功能性非常 重要。基于这些结果，可以实现窄带截止滤波器和窄带通滤波器之间的光开关。窄带 截止滤波器和窄带通滤波器由谱信号的缀饰倾角（AT 分裂）和自发参量四波混频发射峰 实现。这些结果为实现带宽对比度在 98%左右的可调谐滤波器提供了一种可行性的方 案。同时，时域光复用路由器的信道均衡约为 85%。其次，利用强度噪声关联，论证 了强度噪声波动由双模聚束现象向反聚束现象的转换。在这里，聚束现象是由相对非 线性相位引起的，这种相位是由声子和缀饰之间的相互作用引起的交叉相位调制和自 相位调制引起的。与双模聚束相比，由于相干和非相干信号相位间的破坏性相互作用， 三模聚束情况几乎不遵循开关机制。这可用于交换和路由效应，路由结果由三种模式 的聚束实现，而交换则由两种模式的聚束实现。这两种功能（切换和路由）都是通过 控制低温恒温器的温度和门延迟来控制的。我们的实验结果提供了一种新的光交换方 法，其信道均衡率约为 96%。强度转换速度约为 17ns。最后，对二阶荧光激发谱和强 度噪声关联信号进行了研究。这里，强度噪声关联是通过 Eu3+:YPO4中的自发参量四波 混频过程产生的。通过设置不同的门延迟和温度参数，Pr3+:YPO4 和 Eu3+:YPO4 的激发 光谱开始以不同的方式显示响应，而 Pr3+:YPO4 样品由于相干时间较长，在这些效应中 表现出更好的性能。

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Autler-Town 分裂 二阶荧光 关联与压缩 自发参量四波混频

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本发明公开了一种氟桥连稀土分子簇磁制冷材料及其制备方法，采用溶剂热合成法，通过稀土金属盐和氟源的反应，得到了一种空气稳定的氟桥连稀土分子簇磁制冷材料，独特的弱铁磁交换使得磁熵变在低温低场下更难趋于饱和，用于磁制冷效果更好，本发明合成方法简单易行，产率高，后处理简单，热稳定性较好，可到300摄氏度以上，得到的氟桥连稀土分子簇磁制冷材料为团簇类化合物，可溶于有机溶剂，易于加工，且易与其他材料或制冷位点结合，准确降低指定区域内温度，在低温区具有大的磁熵变，是低温磁制冷材料的理想材料，由于簇合物内稀土离子间存在弱的铁磁交换，使得该材料在低温低磁场下的磁熵变高。

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六方氮化硼（h-BN）复相陶瓷以其优异的热学性能、耐磨耐蚀性能、介电性能和可加工性能越来越受到人们的关注。然而由于h-BN自身较差的烧结活性和易于在烧结过程中形成阻碍烧结致密化的卡片搭桥结构，导致其通常只能通过热压烧结或热等静压烧结来制备。这对其在工程实际中的大规模推广应用产生了极大的限制。因此，寻找改善h-BN的烧结活性以及提高h-BN复相陶瓷常压烧结致密化的方法，对于推动h-BN复相陶瓷的发展有着重大的意义。本论文首先通过一种新颖简单的方法对h-BN进行表面改性预处理，在此基础上以硅铝氧化物陶瓷为基体，采用常压烧结工艺制备致密化程度良好且具有良好力学及介电性能的多种硅铝氧化物/h-BN复相陶瓷，同时研究了制备工艺对物相组成、显微形貌及性能的影响。具体研究内容如下： 1）通过一种简单、环保的低温氧化法对h-BN进行了表面改性，以期提高其烧结活性。将h-BN粉在600℃的空气气氛下保温144h，发现h-BN粉表面被大量的氧原子所掺杂，其化学组成变为BN0.92O0.12，形貌呈核壳结构，h-BN核完全被表层BNO非晶壳所包覆，表现出了良好的表面活性。在已有的空位缺陷理论的基础上，分析了h-BN的低温氧化机理。结果表明，h-BN在低温预氧化过程中，其表层晶格受到氧原子的作用下首先会有少量位错的萌生，随着时间的延长，位错逐渐增多并出现堆积进而引起了剪切应变的产生，最终导致了h-BN晶格受到破坏，BNO非晶相的大量生成。 2）以石英粉和经过预氧化处理的微米级h-BN粉为原料，在1500℃下常压烧结制备出致密度较高且性能优良的SiO2/h-BN纳米复相陶瓷，相对密度和弯曲强度分别达到89.6%和68.4MPa，相比采用没有经过预氧化的h-BN所烧结的试样，分别提高了29.4%和324.8%。其性能得到改善的原因一方面是因为在h-BN没有经过预氧化的复相陶瓷中SiO2的主晶相是方石英相，而在h-BN经过预氧化的复相陶瓷中基体的主晶相则变成了石英相；另一方面，经过预氧化后，h-BN在复相陶瓷中出现了明显的细化，其大面积的卡片搭桥结构受到破坏，从而使性能得到明显提升。 3）基于二维材料在化学溶剂中的液相剥离实验，分析了h-BN在液相烧结过程中被熔融玻璃液相浸渗、剥离并原位细化的具体过程，阐明了h-BN的高温液相剥离机理。分析认为，由于h-BN在层间是以非常弱的范德瓦尔斯力相结合，因此在液相烧结过程中，只要其能与具有一定粘度的流动玻璃液相充分润湿，在毛细管力的作用下，二者结合界面上产生的剪切力就足够把其片层剥离开来，进而实现h-BN颗粒的原位细化。 4）以Al2O3、SiO2和经过预氧化处理的微米级h-BN为原料，在1700℃下常压烧结制备了莫来石/h-BN纳米复相陶瓷。在复相陶瓷中形成了长约1μm、厚约100nm的h-BN纳米片层，这进一步证实了高温液相剥离机理。同时，所形成的h-BN纳米片层也较好地改善了莫来石基体的性能。另外，还研究了稀土元素对莫来石/h-BN纳米复相陶瓷的影响。结果表明，稀土元素能显著促进莫来石相的完全生成，其主要分布在莫来石基体的晶界上，且随着稀土离子半径的减小，莫来石晶粒的细化现象也越明显，复相陶瓷的机械性也随之增加。其中，添加Lu2O3的莫来石/h-BN复相陶瓷的综合性能最优，其气孔率仅为4.6%，致密度达到93.7%，弯曲强度、断裂韧性及硬度分别达到221.7MPa、3.2MPa•m1/2及6.02GPa，介电常数及介电损耗分别为8.63和0.0088（1MHz），当对磨件为SiC时其摩擦系数和磨损率分别仅为0.43和3.41×10-3mm3•N-1m-1。

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常压烧结 硅铝氧化物 六方氮化硼 性能 氧化处理

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本文利用含有羧酸根的配体控制稀土金属离子水解的办法，合成得到一系列稀土-羧酸基配合物，并针对不同属性的金属离子分别研究磁热效应和单分子磁体方面的性质。 首先，本文利用2,2-双羟甲基丙酸配体下的可控水解策略，合成得到三例新型的以{Gd4(OH)4}为基元的分别具有五边形、十二面体、截角八面体结构的高对称性Gd基笼状化合物{Gd15}, {Gd50}和{Gd60}。磁性研究表明，单个分子中含有的Gd离子的个数增多时，其磁熵变值也会随着变大。理论计算证明，三个化合物中的磁交换均为弱的反铁磁交换。此外，通过对低温强脉冲磁场下的磁化强度对磁场的微分进行研究发现，特定强度的磁交换对应特定位置的峰，类似于“指纹谱”，可以用来识别分子。 其次，与Gd(III)离子一样，具有大的自旋值和磁各向同性的Mn(II)，理论上单个Mn(II)离子具有比Gd(III)更高的磁熵变值。因此，将Mn(II)离子插入到Gd(III)之间就有可能进一步提升磁热效应。本文进一步利用疏水作用帮助下的自组装的办法，合成得到一例具有18元环混合Gd-Mn金属离子组成的“蜂巢”型格子化合物。结构分析表明，Gd(III)离子成功的隔开Mn(II)离子，表现出显著的磁热效应。理论研究分析了该化合物中的反铁磁交换，结果表明其磁结构实际上为有限尺寸的链结构，这样的结构有可能成为弱耦合的量子比特载体。 单分子磁体的研究重心逐渐从合成具有大的自旋基态的过渡金属团簇化合物，转移到具有强磁各向异性的稀土离子。如何构筑具有单轴各向异性的稀土离子基配合物成为一大挑战。本文从三个角度出发，分别在一维Dy基配位聚合物、3d-4f笼子和Er基轮状体系中，引入五角双锥(D5h)或者四方反棱柱(D4d)特殊配位点，并深入研究其单分子磁体的行为。 首先，在合成Dy基一维链状结构的过程中，通过引入苯并三氮唑，成功在结构中构筑出具有五角双锥的构型位点（占比33.3 %），这样具有低配位数的位点的链状结构是非常少见的，并且表现出链状结构中最高的磁翻转能垒。通过改变溶剂，实现该位点的配位构型从D5h到C2v的转变，相应的慢弛豫温度从30 K降低到4 K，同时能垒从399.6 K降到7.5 K，从而证明D5h对获得高能垒起到决定性的作用。 其次，利用金属冠醚的方法，构筑得到一系列夹心状的3d-4f类化合物，其稀土离子中心具有接近理想四方反棱柱的局部对称性，填补了这一种配位构型的空白。对其慢弛豫行为深入分析发现，在这样的对称性下，这系列化合物普遍具有非常轴向的mJ微观态，这是非常罕见的。Dy, Er, Tm和Yb基的同构物都表现出慢弛豫的行为，但是其磁翻转能垒和稀土离子的第一激发态与基态之间的能级差相差甚远，却和{Cu4}单元中的磁交换的量级相似，表明Cu-Ln之间的磁交换作用也有一定的影响。 最后，合成得到三例符合Ln3n类型的轮状化合物。这些化合物都含有3n个金属中心，其中n代表{Ln4(OH)4}基元的个数。通过固定更大的模板（CO32-）成功得到了预测的{Er18}化合物，并且将这类化合物中n的值提高到6。磁性研究表明，虽然在这三个化合物中都没有发现慢驰豫的现象，但是通过对含有大量（三分之二）四方反棱柱构型位点的{Er12}进行稀释（用抗磁性的Y取代顺磁性的Er），成功在高核轮状化合物中诱导出慢磁驰豫行为。

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磁热效应 单分子磁体 配合物 羧酸 稀土金属

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过渡-稀土异金属团簇(Transition-Rare Earth Heterometallic Clusters)，因其均一的尺寸、独特新颖的分子结构，及在单分子磁体、分子磁制冷剂、发光、催化等诸多方面表显现出的优异性能，成为了团簇化学领域的研究热点之一。本论文利用“混配体”策略，通过水热-溶剂热法合成了数例结构新颖的高核镍-稀土（Ni-RE）异金属团簇，通过X-射线单晶衍射分析、红外光谱IR、元素分析EA、热重分析TGA等方法对这些簇合物的晶体结构进行了表征，并对这些簇合物的磁性、气体吸附分离、磁共振成像等性能进行了研究。主要研究内容如下： 首先选用含N，O配位原子的羧酸类配体亚氨基二乙酸(H2IDA)为主配体，纯O基配体2,2-二羟甲基丙酸(H3DMPA)为辅助配体，通过溶剂热法成功合成了七个具有类似结构的160核中空笼状纳米巨簇——{Ni64RE96}（RE = Gd, Tb, Dy, Ho, Er, Y, Yb)。结构分析表明，{Ni64RE96} 是目前发现的核数最高的过渡-稀土异金属团簇。这种中空笼状结构的团簇不仅可稳定到250 oC左右，还可溶解于乙二醇溶液中，并保持稳定，这在过渡-稀土异金属团簇中是非常罕见的。性质研究表明，簇合物{Ni64Gd96}不仅对CO2/CH4、CO2/N2表现出良好的选择性吸附，而且在磁制冷应用方面还表现出很大的潜力。 在保持主配体H2IDA不变的情况下，通过纯O基辅助配体的调控，利用2-羟基-2, 2-二苯基乙酸(H2DPGA)，成功得到了两例41核的球状Ni-RE异金属团簇化合物{Ni21RE20}(RE = Gd, Y)。我们通过详细的磁性实验，并结合量子蒙特卡罗(Quantum Monte Carlo)理论模拟，对高核簇合物{Ni21Gd20}分子内金属离子间的磁交换用做了详尽诠释，发现该化合物中Ni(II) ··Ni(II)，Ni(II) ··Gd(III) 和Gd(III) ··Gd(III)离子之间均存在较弱的铁磁的交换作用。 在上述研究基础上，拓展了含N，O配位原子的主配体，选用羟基类的多齿鳌合配体1-羟基苯并三氮唑(1-HBTA)为主配体、2-吡啶甲醇 （2-HMP）为辅助配体，进行异金属簇合物的组装。在阴离子模板剂NO3- 的诱导下，通过溶剂热反应，成功得到了两例具有轮状结构的15核Ni-RE 异金属团簇化合物{Ni10RE5}（RE = Gd, Y)。有趣的是，这两个簇合物的成功合成填补了“M3n”型环状过渡-稀土异金属团簇中15(n = 5)核的空白。磁性研究发现，簇合物{Ni10Gd5}具有较大的自旋基态(S = 55/2)，该簇合物中的金属 Ni(II) 离子之间存在铁磁交换作用(J = 2.7 cm−1)。 尝试了含N，O配位原子的主配体后，选用新的含N，S配位原子的有机配体—2-甲基-5-巯基-1,3,4-噻二唑(HMMTD)为主配体，辅助配体仍首选纯O基的H3DMPA配体。利用这个全新的配体组合成功合成了五例具有类似结构的138核环状Ni-RE异金属纳米团簇化合物{Ni36RE102} (RE = Pr, Nd, Sm, Eu, Gd)。结构分析表明，{Ni36RE102}是目前为止发现的核数最高的环状过渡-稀土异金属团簇。质谱分析和电镜测试表明，簇合物 {Ni36Gd102}可在甲醇，乙二醇中溶解 (或单分散)，并保持稳定。磁性研究发现，簇合物{Ni36Gd102}不仅具有较大的磁热效应，在磁共振成像方面也具有较好的对比度。与此同时，通过纯O基辅助配体的调控，将辅助配体H3DMPA换做H2DPGA后，得到了一例16核的环状Ni-RE异金属团簇化合物{Ni8Pr8}。磁性研究发现，该簇合物中金属离子之间存在反铁磁耦合作用。 最后，通过对稀土离子种类的调控成功得到了六例夹层状Ni-RE异金属簇合物。在HMMTD与H3DMPA的混合配体体系中，轻稀土Pr(III)离子由于半径合适不仅可以构筑138核的{Ni36Pr102}，又可得到32核的{Ni18Pr14}，稀土Nd、Sm、Eu和Gd离子则只能得到138核{Ni36RE102}，重稀土Dy、Ho、Er和同族的Y则得到是22核的{Ni12RE10}。利用HMMTD与H2DPGA的配体组合，轻稀土Pr可得到16核的{Ni8Pr8}，重稀土Tb则得到的是22核的{Ni16Tb6}。在这些簇合物中，镧系收缩效应（Lanthanide Contraction）对于过渡-稀土异金属团簇的结构具有重要影响。轻稀土离子Pr(III)由于半径较大，易形成八和九配位，而重稀土离子半径性相对较小多形成八配位。此外，上述系列Ni-RE异金属团簇的合成还得益于 SO42- 阴离子的模板作用。这种通过配体原位分解产生 SO42- 离子的方法解决了因硫酸稀土盐难溶，而无法直接引入 SO42- 阴离子做为模板剂的难题。

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磁性 过渡-稀土 混配体 团簇 吸附

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金属卤化物基无机-有机杂化晶态半导体材料（Metal-Halide Based Inorganic-Organic Hybrid Crystalline Semiconductive Materials，MIOSs）是一类由金属卤化物无机组分和有机组分（通常为有机胺）按晶格周期性排列而成的晶态半导体材料。相比传统半导体材料，MIOSs不仅具备半导体性能，而且具有结构多样、构效关系明确、易于调控等特点，因此近年来成为材料及化学研究领域的研究热点。目前，对于MIOSs的研究重点，一方面是构筑更多新型的MIOSs化合物，另一方面是制作含MIOSs的高性能器件。 本论文主要是利用具有半导体性质的金属卤化物基元，通过溶剂热法构筑了一系列二维和三维的MIOSs，并对这些化合物的构-效关系进行了探索。全文共分八章： 绪论部分主要介绍了目前金属卤化物基无机-有机杂化晶态材料的研究背景及研究热点，重点介绍了卤化铅、卤化铋、卤化锡、双金属卤化物基无机-有机杂化晶态材料以及金属卤化物基金属有机框架（Metal-Organic Frameworks, MOFs）等新型MIOSs材料的最新研究进展。通过对这些材料的研究和分析，提出了合成MIOSs材料的新方法，以及调控这类化合物性质、器件化这类化合物的新思路。 在半导体基元MOFs的构筑和结构调控方面，本文描述了以异烟酸为主控配体连接CuI半导体基元和稀土基元，在溶剂热条件下构筑出一系列稀土-CuI混合基元金属有机框架（化合物1-7）。通过结构的调控，提出利用碱金属的插入作用来调控稀土-过渡混金属MOFs结构的策略，同时还发现了多例具有新型孔道和拓扑结构的MOFs新结构。 其后，本文对含CuI半导体基元MOFs的导电率进行了调控。研究中首次发现碘分子与CuI基元的相互作用可以形成I-•••I2•••I-作用，这种作用极大的增强MOFs导电率（大约107倍），并且将MOFs从绝缘体转变为半导体。针对这种特性，本文提出这类MOFs在作为实时监控碘分子的传感材料以及新型的光电材料方面的潜在应用价值。 对这类MOFs材料的新功能探索方面，本文通过研究化合物10的结晶过程，发现该化合物对重稀土元素的强选择性，提出利用该化合物进行轻重稀土分离的新策略。本文还基于绿色环保的思想，研究了如何利用CuI离子易被氧化成CuII离子的特点将晶体中被富集的稀土离子提纯出来。通过以上研究，我们提出了一种利用MOFs绿色环保地分离稀土的方法。 在无铅金属卤化物半导体的研究方面，本文对高维铋基卤化物的构筑进行了研究，提出了利用混合卤素的方法来构筑高维铋基半导体晶态材料的新策略。进一步对所得化合物的光学带隙和导电率进行研究，证实了二维铋基卤化物在光学带隙和导电率上都优于一维铋基卤化物。同时本文还对二维铋基卤化物的光响应和稳定性进行了研究。 本文还对双金属卤化物基半导体的合成和薄膜制备进行了研究。通过研究Ag+和Bi3+混金属策略，得到了具有高溶解性的（DMF或DMSO溶液）双金属层状半导体晶态材料。在薄膜制备方面，基于化合物的高溶解性，本文尝试使用旋涂的方式成功制备了出了化合物的高质量薄膜，并通过粉末衍射、紫外光谱等测试手段对薄膜的相、带隙和稳定性进行了研究。 最后，我们还对一系列CdI2型二维碘化铅基有机-无机杂化晶态材料进行了研究。本文对比了具有配位能力和不具备配位能力的有机胺对化合物结构的影响，并且通过对不同反应时间产物的研究，提出了这些二维化合物的形成机理和调控策略。 在结论和展望中，我们对前文内容进行了小结和归纳，着重阐述了本文在分子基晶态无机-有机杂化材料的合成、结构解析、结构性质调控上取得的进展，以及这些进展对于晶态半导体材料未来发展的帮助。

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金属卤化物 晶态半导体材料 晶体学 溶剂热合成 无机有机杂化

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