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低维磁性材料因其独特的量子磁性成为当今世界研究的热点领域之一。由于低维磁性对材料的结构要求非常严格,到目前此类材料的数量和种类都十分有限,这极大地限制了人们对低维磁性的研究。因此,设计合成新型低维磁性材料成为研究的重点和难点。本论文以设计合成具有不同结构类型的过渡金属钒钼酸盐类低维磁性材料为目标,利用磁性中心离子、钒酸根或铝酸根桥连基团进行组装,同时引入大半径的间隔阳离子切断磁单元间的交换作用,成功合成10例具有不同自旋晶格的钒钼酸盐化合物,利用X-射线单晶衍射分析了它们的结构,并研究了其量子基态和量子相变。本论文的主要研究成果如下: (1)合成了五例过渡金属钒酸盐晶体:MV2O6·H2O(M=Co,Ni)、Mn7V4O16(OH)2(H2O)、NaMn4(VO4)3和NaKV4O9·2H2O。化合物MV2O6·H2O(M=Co,Ni)是一个[M2O10]二聚体结构,二聚体间通过VO4连接成三维结构。磁性研究表明这两个体系均具有反铁磁基态,有序温度分别是3.4K和10K。化合物Mn7V4O16(OH)2(H2O)的磁性拓扑是含有(4,6,12)格子的三维结构。磁学测试表明该化合物是一个强阻挫体系。NaMn4(VO4)3形成了一个畸变的金刚石型结构,它的基态是倾斜反铁磁基态。化合物NaKV4O9·2H2O的磁性离子形成一个典型的1/5缺失格子的层状结构,磁学测试表明该化合物的基态为非磁性能隙态,其能隙值约为96.5K。 (2)合成了两例过渡金属钼酸盐晶体:CsCo2(MoO4)2(OH)和Cs2Mn2(MoO4)3。化合物CsCo2(MoO4)2(OH)的拓扑结构是准一维锯齿链,其基态是反铁磁有序态。有趣的是,该体系中存在spin-flip相变,并出现一个1/3磁化平台。化合物Cs2Mn2(MoO4)3的磁性离子之间彼此孤立,孤立的MnO6八面体通过MoO4四面体相互连接。磁性测试表明该化合物具有倾斜反铁磁基态,有序温度为7K。 (3)合成了三例过渡金属钒钼酸盐晶体:Cu2VMoO7(OH)和CsM(VO4)Mo2O6(H2O)2(M=Co,Ni)。化合物Cu2VMoO7(OH)是一个具有准一维锯齿链结构的反铁磁体,有序温度约为5K,可能存在1/3磁化平台。化合物CsM(VO4)Mo2O6(H2O)2(M=Co,Ni)的磁性离子之间彼此孤立,MO6八面体与VO4四面体共点连接沿c轴方向形成链结构,后通过钼氧梯子链连接成三维结构。磁性测试表明该化合物在低温下是顺磁的,无长程序出现。