理想的な鎖反強磁石[H2（4,4'-ビピリジル）]（H3O）2FE2F10のスピンS = 5/2のシングルステップ合成

一次元（1D）磁石は、興味深い量子現象と量子コンピューティングにおける潜在的な応用により、非常に興味深いものです。単一 - を使用して、理想的な反強磁性スピンS = 5/2鎖化合物[H3O）2FE2F10（4,4'-BPY = 4,4'-ビピリジル）1を合成しました。かさばる二一系リガンド4,4'-bpyのプロトン化を支持する条件下での低温熱水法。化合物1は、174.8°の大きなFe-F-fe角度のよく分離された（Fe3+-f-）¥チェーンで構成されています。磁気感受性と比熱測定の両方が、J/KB = -16.2（1）Kで強力なFe-F-FEイントラチャインスピン交換Jにもかかわらず、1が0.5 Kまで磁気的長距離注文を受けることはないことを示しています。無視できるほど弱いインターチェーンスピン交換j '。1で推定されるj '/j値は非常に小さく（<2.8×10-6）、他のすべてのS = 5/2鎖磁石について報告されているものよりも小さくなっています。熱水合成には、[H2（4,4'-BPY）] 2+および（H3O）+カチオンの両方が多数の水素結合を備えた結晶格子に組み込まれているため、（Fe3+ -F-）¥スピンチェーンを効果的に分離します。かさばる二一系リガンドのプロトン化を支持する条件下でのこの単一ステップの熱水合成は、さまざまなスピン値を持つ磁気イオンのよく分離された1Dスピンチェーンシステムを調製するための効果的な合成戦略を提供します。

One-dimensional (1D) magnets are of great interest owing to their intriguing quantum phenomena and potential application in quantum computing. We successfully synthesized an ideal antiferromagnetic spin S = 5/2 chain compound [H2(4,4'-bpy)](H3O)2Fe2F10 (4,4'-bpy = 4,4'-bipyridyl) 1, using a single-step low-temperature hydrothermal method under conditions that favors the protonation of the bulky bidentate ligand 4,4'-bpy. Compound 1 consists of well-separated (Fe3+-F-)¥ chains with a large Fe-F-Fe angle of 174.8°. Both magnetic susceptibility and specific heat measurements show that 1 does not undergo a magnetic long-range ordering down to 0.5 K, despite the strong Fe-F-Fe intrachain spin exchange J with J/kB = -16.2(1) K. This indicates a negligibly weak interchain spin exchange J'. The J'/J value estimated for 1 is extremely small (< 2.8×10-6), smaller than those reported for all other S = 5/2 chain magnets. Our hydrothermal synthesis incorporates both [H2(4,4'-bpy)]2+ and (H3O)+ cations into the crystal lattice with numerous hydrogen bonds, hence effectively separating the (Fe3+-F-)¥ spin chains. This single-step hydrothermal synthesis under conditions favoring the protonation of bulky bidentate ligands offers an effective synthetic strategy to prepare well-separated 1D spin chain systems of magnetic ions with various spin values.