近几十年，分子磁性的不断研究使其在单分子磁体、单链磁体、分子磁制冷剂、自旋量子比特和单分子螺旋磁矩等领域取得了重要的进展。在这些体系中，磁交换作用的深入理解和研究是分子磁学的研究核心之一。有限的环状多核簇合物因其可以作为一维无限链体系的等价模型吸引了广泛的研究兴趣，包括同自旋和异自旋体系。但对于金属中较多的“巨型”环状分子，其磁能级密度剧增，磁交换的深入研究难度较大，通常难以得到确切的解。

近日，在郑彦臻教授指导下，西安交通大学前沿院博士生秦雷采用醇胺类配体，在溶剂热条件下成功地制备出一系列具有八个铬(III)和八个稀土(III)离子中心的十六元环状异自旋簇合物。有趣的是，整个环状结构由Cr(III)和Ln(III)离子交替构成，是目前报道的Cr-Ln体系中核数最大的簇合物。由于{Cr₈Gd₈}分子对称性较高，经简化后利用量子蒙特卡洛理论计算表明Cr(III)与Gd(III)之间为反铁磁交换（交换常数为2.1K）。因此，在低温下自旋呈亚铁磁状排布，整个分子体系呈现出S_T= 16的自旋基态（即所有的Cr(III)和Gd(III)自旋各自平行排列，但Cr(III)和Gd(III)的自旋排列反平行）。进一步通过低温脉冲高场磁化强度测试与理论计算吻合非常好，从而验证了平均2.1 K的磁交换常数。另外，{Cr₈Dy₈}分子在低温呈现出磁慢弛豫行为和无零场隧穿效应的磁滞回线，表明出现磁体行为。磁稀释样品{Cr₈Dy_0.046Y_0.954}的交流磁化率研究发现频率依赖性消失，表明{Cr₈Dy₈}分子的慢弛豫行为来自于整个分子而不是单个离子的各向异性，在这类大型的3d-4f环状簇合物中极为罕见，证明该{Cr₈Dy₈}分子是一个单分子磁体。