Yu-Huei Li, Chia-Hsien Lin, Hui-Lung Chen, En-Che Yang, and Minghuey Shieh
J. Am. Chem. Soc. 2025, 147, 11, 9043–9048

中國文化大學 化材系  陳輝龍教授
輔仁大學 化學系 楊恩哲教授
國立師範大學 化學系 謝明惠特聘教授

本研究成功首次合成並穩定出「銻四面體 (Sb₄ tetrahedron)」的完整結構，突破長久以來主族元素化學中Sb₄無法穩定存在的挑戰，為金屬團簇與材料化學領域帶來重要突破。研究團隊採用溫和合成策略，以氧化銻 (Sb₂O₃) 與 Cr(CO)₆為原料，在無需嚴苛的條件下成功合成出新穎的Sb₄四面體化合物 [Et₄N]₄[Sb₄Cr₆(CO)₂₈]。單晶繞射確立其立體構型包含一個完整的Sb₄四面體核心，並由四個末端Cr(CO)₅及兩個橋接Cr(CO)₄配位基穩定包覆。研究顯示，該Sb₄化合物展現高度化學活性，能與多種過渡金屬(如Mn、Fe、Co)進行轉金屬化反應，並能與氧氣反應生成新穎的氧活化產物。理論模擬進一步證實Sb₄單元具有超原子(superatom)特性，其分子軌域呈現超原子 S、P、D 混成態。此外，這一系列的Sb₄基底化合物展現出順磁性與可調控低光學能隙 (0.54–1.62 eV)，使其具備磁性半導體與量子材料的發展潛力。這些磁性與半導體特性皆已透過電子自旋密度分佈、分子軌域結構分析的理論計算與磁性測量、電子自旋光譜以及導電度實驗結果相互驗證。本研究成果發表於國際頂尖期刊《Journal of the American Chemical Society (JACS)》，是實驗合成、結構分析、理論模擬與磁性研究跨領域整合的代表作。此項重要成果由國立台灣師範大學化學系謝明惠教授、中國文化大學化材系陳輝龍教授以及輔仁大學化學系楊恩哲教授等三校的研究團隊攜手完成，展現台灣在先進功能材料與理論計算領域的高度實力與合作能量。