Abstract The thermoelectric properties of Sn 2 SSe are investigated via band engineering using Ge alloying. In this work, the electronic and thermoelectric properties of Sn 2 SSe doped with Ge at different concentrations (x=0, 0.25, 0.5, 0.75, and 1) are investigated using density functional theory and Boltzmann transport theory. At 300K, the Seebeck coefficient and electrical conductivity are enhanced with Ge alloying from −960 μ V/K to −1535 μ V/K and from 3.4 × 10 5 S/cm to 4.1 × 10 5 S/cm respectively. However, the lowest value of lattice thermal conductivity is observed at 700 K which is 2.7W/mK. At x = 1, A remarkably high ZT value 1.7 is achieved at 700 K for Sn 2 ( 1 − x ) Ge 2 ( x ) SSe . The high ZT value is 1.8 times greater than pure compound.

A new [Dy3Bi8O6Cl3(saph)9] (1) Werner-type cluster has been prepared, which is the first DyIII/BiIII polynuclear compound with no metal-metal bond and one of the very few LnIII-BiIII (Ln = lanthanide) heterometallic complexes reported to date. The molecular compound 1 has been deliberately transformed to its 1-D analogue [Dy3Bi8O6(N3)3(saph)9]n (2) via the replacement of the terminal Cl- ions by end-to-end bridging N3- groups. The overall metallic skeleton of 1 (and 2) can be described as consisting of a diamagnetic {Bi8} unit with an elongated trigonal bipyramidal topology, surrounded by a magnetic {Dy3} equilateral triangle, which does not contain μ3-oxo/hydroxo/alkoxo groups. Detailed magnetic studies in a microcrystalline sample and a single crystal of 1 revealed a rare two-step hysteresis loop at various low temperatures and field-sweep rates, with the steps located at zero and ±0.26 T fields providing a measure of intermolecular interactions. Extended ab initio calculations unravel the dominant pathways of magnetization relaxation, as well as the type and magnitude of the magnetic exchange interactions between the DyIII centers and the orientation of their anisotropy axes, thus rendering the {Dy3} unit of 1 as a rare triangle among its congeners with a nontoroidal magnetic state. The combined results demonstrate the potential of heterometallic lanthanide/post-transition metal chemistry to provide molecule-based materials with unprecedented structures and compelling methods to rationalize the obtained magnetic properties.

Air-stable single-molecule magnets (SMMs) can be obtained by confining DyIII ion in a D6h coordination environment; however, most of the current efforts were focused on modifying the rigidity of the macrocycle ligand. Herein, we attempt to assemble air-stable SMMs based on macrocycles with a replaceable coordination site. By using an in situ 1 + 1 Schiff-base reaction of dialdehyde with diamine, three air-stable SMMs have been obtained in which one of the equatorial coordination sites can be varied from –NH– (for Dy-NH), –O– (for Dy–O), and –NMe– (for Dy-NMe). Complex Dy-NH shows a less distorted D6h symmetry and an anisotropy energy barrier of 1270 K. For complex Dy–O, the coordination site of –O– gives a relatively longer coordination bond but a comparable energy barrier in contrast with that of Dy-NH. In the case of complex Dy-NMe, although the –NMe–group gives a very long coordination bond, the large steric effect on the –NMe– group enforces a larger distortion of the D6h coordination geometry, resulting in the fast quantum tunneling of the magnetization that shortcuts the thermal relaxation process; therefore, Dy-NMe shows a lower energy barrier. This study provides a new strategy for modifying the coordinate site on the equatorial plane of D6h symmetry to fine-tune the structure and magnetic anisotropy of SMMs.