单分子磁体（SMMs）在高密度信息存储、量子计算及分子自旋原件等方面的潜在应用价值引起人们的极大兴趣。相比于过渡金属离子,稀土离子f电子未淬灭的轨道角动量使其具有相对较大的磁矩和磁各向异性。其中,Dy（III）离子因具有大的自旋基态(⁶H_15/2)和强Ising型磁各向异性备受瞩目。此外,大多数镝配合物具有较高的配位数以及灵活多变的配位构型,容易造成磁性的显著差异。研究表明,高对称性晶体场环境(D_4d、D_5h和D_∞?)下的Dy（III）离子有利于消除非轴向磁各向异性,并且可以在较大程度上抑制量子隧穿效应（QTM）,从而有利于增加有效能垒(U_eff)、提高阻塞温度（T_B）。在此基础上,本论文利用两类多齿螯合配体,通过分子设计精准合成了八例具有高对称性的以稀土元素Dy（III）为自旋载体的配合物。通过改变组装条件（配体、金属盐、溶剂等）,实现了对配位环境的微调。通过X-射线单晶衍射、综合物性测量系统（PPMS）并结合理论计算,初步阐明了配合物结构和磁驰豫行为的关系。研究结果为单分子磁体弛豫机理的准确阐释提供了数据支撑和理论支持,进而为理性设计、合成单分子磁体奠定了基础。具体研究内容和结果如下:1.以1,3-双（（5-氯亚水杨基）-乙胺基）-2-（4-氯-2-羟苯基）咪唑啉（L1,H₃Clapi）为配体,通过调控混合溶剂甲醇和二氯甲烷的比例,合成了两例八配位四方反棱柱构型(D_4d)的同质多晶双核镝配合物,化学式均为[Dy（Clapi）]₂·（CH₂Cl₂）₂（1和2）。配合物1和2具有完全相同的配位构型,中心金属镝离子配位环境的差异来自客体溶剂分子二氯甲烷相对于主体结构的空间位置不同（1:-2.420,6.518,10.560;2:-0.268,5.711,3.947）。对1和2进行磁性测试,测试结果表明二者具有完全不同的磁性。配合物1在零场的时候没有表现出慢磁驰豫行为,而配合物2显示了零场单分子磁体行为。Ab initio计算表明,1和2显著的磁性差异主要来源于分子内不同的Dy（III）-Dy（III）交换耦合作用(J_exchange)。这项工作为同质多晶现象的磁性行为提供了例证:通过客体溶剂分子的晶格取向可以调控镝配合物的磁动力学行为。2.以L1和对其进行修饰所得的L2（1,3-双（（亚水杨基）-乙胺基）-2-（2-羟苯基）咪唑啉,H₃api）为配体,在不同的溶剂体系中,合成了四例八配位D_4d构型的双核镝配合物。分子式分别为[Dy（api）]₂（3）、[Dy（api）]₂·2CH₂Cl₂（4）、[Dy（Clapi）]₂·2C₄H₈O（5）和[Dy（Clapi）]₂·2C₃H₆O（6）。磁性测试表明,配合物4、5和6均表现出了场诱导慢磁弛豫行为。然而即使是在有外加磁场存在的情况下,配合物3也没有表现出单分子磁体行为。用ab initio计算来解释配合物之间的磁性行为差异,结果表明分子内的磁交换耦合作用是产生单分子磁性行为差异的主要因素。这项工作为Dy₂体系中磁弛豫行为的调控提供了新的策略:3和4是客体溶剂分子的引入导致的磁性差异;5和6是客体溶剂分子的改变引起的磁性差异,归根结底是客体分子的引入/改变使得Dy（III）离子的配位构型发生微小变化,调节了分子内Dy（III）-Dy（III）之间交换耦合作用,从而实现了对单分子磁体行为的微调。3.在本章中,将尽可能增大五角双锥构型(D_5h)中轴向配体的静电斥力作为构筑高性能镝单分子磁体的设计策略。以N,N’-二（2-亚甲基吡啶）-N,N’-二（2-亚甲基-4-甲基苯酚）乙二胺（L3,H₂bbpen-CH₃）为配体,合成了两例D_5h构型的单核镝配合物,[Dy（bbpen-CH₃）Cl]（7）和[Dy（bbpen-CH₃）Br]（8）。动态磁性测试结果表明二者均具有优异的单分子磁体行为,其中配合物8的U_eff高达1000 K,同时具有较高的T_B（15 K）。结合ab initio计算,从静电势的角度证实了高的轴向静电斥力的重要性,从而给出了构筑高性能Dy-SMMs所需的合理结构。这项研究提出了构筑性能优异的镝单分子磁体的有效方案:在D_5h晶体场对称性的大环境下,Dy（III）离子轴向晶体场的电子效应远大于赤道面晶体场的电子效应。