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目前自旋交叉领域研究的三个主要任务是：(1).合成新的自旋交叉体系、发现新的自旋交叉现象；(2).深入理解自旋交叉现象中的各种影响因素,达到对自旋交叉材料的控制性合成；(3)实现自旋交叉材料的实际应用。基于当前研究背景和发展趋势,本论文主要在单核自旋交叉配合物体系、1D及2D自旋交叉配位聚合物体系、以及新型自旋交叉纳米材料等方面进行了研究与探索。研究单核体系的目的是便于表征配合物结构,深入理解结构变化、分子间作用力情况和自旋交叉性能之间的联系;设计合成1D及2D配位聚合物体系的目的是通过共价键把自旋交叉中心桥联起来,增强体系的协同效应,提高自旋转变温度和热滞宽度；探索新型纳米材料的目的是开拓自旋交叉纳米材料的新形式,向实际应用迈进。具体研究内容如下：(1).亚胺类自旋交叉体系：①.合成并表征了基于亚胺类配体的配合物Fe(4,5-dmpi)3(C104-)2, Fe(4,5-dmpi)3(BF4-)2, Fe(4,5-dmpi)3(PF6-)2和Fe(4,5-dmpi)3(SbF6-)2 (4,5-dmpi= 4,5-dimethy-2-(pyri-dine-2-yl)-imidazole),考察了阴离子调节的自旋交叉行为；②.结合共配体NCX-,合成并表征了自旋交叉单核配合物Fe(4,5-dmpi)2(SCN)2和Fe(4,5-dmpi)2 (SeCN)2,实现了NCX-对自旋交叉行为的调控；③.合成并表征了配合物[Fe(4,4’-dmbpy)3 (ClO4)(SCN)] · 3H2O (4,4’-dmbpy=4,4’-dimethyl-2,2’-bipyridine).研究了其晶格水分子调节的自旋交叉行为。(2)吡唑硼-亚胺类自旋交叉体系：采用配体4,4’-diamino-2,2’-bipyridine(4,4’-dabpy),结合共配体dihydrobis(1-pyrazolyl)borate (H2Bpz2), CN和p-amino-benzonic acid (p-aba),①.合成并表征了高自旋态单核配合物[Fe(H2Bpz2)2(4,4’-dabpy)] · CH3OH,考察了配体4,4’-dabpy上的氨基质子化作用对自旋交叉配合物在溶液状态和固体状态的影响。这也是首次通过质子化作用调节自旋交叉行为；②.合成并表征了低自旋态单核配合物[Fe(4,4’-dabpy)2 (C N)2] · H2O·CH3OH,晶格溶剂(H2O·CH3OH)的除去实现了自旋交叉行为的调控；③.合成并表征了四核铁配合物[Fe4O2(p-aba)7 (4,4’-dabpy)2](p-aba)·(C2H5OH)2·(CH3CN)2.(3)1D及2D自旋交叉配位聚合物体系：采用桥联的亚胺类配体4,4’-bipyridine(4,4’-bipy),4,4’-dipyridyl disulfide (4,4’-dps),和1,3-di(4-pyridyl)propane (1,3-dpp).①.合成了1D链状配位聚合物{Fe(4,4’-bipy)2(H2O)2} · (4,4’-bipy)和[Fe(NCS)2(4,4’-dps)2]-2(2,5-DCP),考察了配体场强和客体分子对他们自旋交叉行为的调控;②.合成并表征了2D面状网格配位聚合物[Fe(1,3-dpp)2(NCX)2]. X= S或Se,考察了NCX-对其自旋交叉行为调控的调控。(4) FeⅡ-1,2,4-三氮唑自旋交叉体系：设计合成了不同卤素原子取代的席夫碱1,2,4-三氮唑配体,构筑了FeⅡ-1,2,4-三氮唑自旋交叉体系,考察了卤素原子对自旋交叉行为的影响。研究结果表明：电负性强的卤素原子可以增强配体的π-acceptor特征,提高配体场强,从而诱导自旋交叉发生在较高温度。同时,卤素原子可以加强1D配位聚合物的链内和链之间的相互作用力,从而增强有效的协同效应。(5)类“脂质体”自组装自旋交叉纳米球：我们设计合成了一系列脂溶性的烷基化配体dpbdc, dbbdc, debdc, dhbdc, dhebdc, dobdc, dnbdc, ddbdc和dcbdc,结合水溶性配体H2Bpz2,合成了双性的单核自旋交叉配合物[Fe(H2Bpz2)2(dpbdc)], [Fe(H2Bpz2)2(dbbdc)], [Fe(H2Bpz2)2(debdc)], [Fe(H2Bpz 2)2(dhbdc)],[Fe(H2Bpz2)2(dhebdc)],[Fe(H2Bpz2)2(dobdc)],[Fe(H2Bpz2)2(dnbdc)], [Fe(H2Bpz2)2 (ddbdc)]和[Fe(H2Bpz2)2(dcbdc)]。后6种配合物在60℃的水溶液中,以类“脂质体”自组装的方式,组装成自旋交叉纳米球。研究结果表明：烷基化配体上烷烃链的长度决定了纳米球的形成以及纳米球的尺寸,且这种类“脂质体”自组装方式增强了配合物分子内的压力,提高了自旋转变温度,产生了室温附近的自旋交叉行为。这种设计思路拓展了分子基磁性纳米材料的形式。