Molekylära magneter. Kredit:P. S. Ferreira et al.
Forskare från universitetet i Lissabon (Portugal) och universitetet i Stuttgart (Tyskland) har lyckats syntetisera och omfattande karaktärisera en serie koboltmolekyler som uppvisar egenskaperna hos molekylära magneter, ett uppmuntrande resultat för framtiden för kvantskalaberäkningar.
Den nuvarande efterfrågan på utbyte och manipulering av data genom informationsteknik, orsakad av massifieringen av elektroniska enheter, har fått forskare att reflektera över mer effektiva beräkningsmetoder. Att lagra information i binära system fungerar genom att växla mellan två stabila tillstånd under omgivningsförhållanden, genom att applicera en stimulans. En ny modell av spinnelektronik (spintronics), baserad på orienteringen av elektronspin för att lagra binär information, möjliggör icke-flyktigt minne, ökade bearbetningshastigheter, lägre energiförbrukning och lägre integrationstätheter.
Forskargruppen har studerat en serie koboltmolekyler som kan växla mellan två magnetiska tillstånd, om än vid låga temperaturer. Dessa molekyler som uppvisar magnetisk bistabilitet kallas molekylära magneter, och karakteriseringstekniker som elektronisk paramagnetisk resonans med hög fält tillåter utvärderingen av de svarsförmåga som dessa material uppvisar i ansiktet av magnetiska fält.
Baserat på tidigare arbete av forskargruppen om koboltkomplex publicerat i Polyhedron , som hittills varit outforskade för denna applikation, utfördes beräkningsstudier av atomistiska modeller för att tillhandahålla det fysiska ursprunget för deras egenskaper och ge ett skäl för att optimera deras prestanda. Resultaten som nu publicerats använder karaktäriseringstekniker såsom högfältselektronisk paramagnetisk resonans som möjliggör utvärdering av svarsförmågan som dessa material uppvisar i ansiktet av magnetiska fält.
Nuno Bandeira, medlem av forskargruppen och forskare vid naturvetenskapliga fakulteten vid universitetet i Lissabon (Portugal), säger att "det finns för närvarande två "stridsfronter" när det gäller forskning av enmolekylmagneter:en av dem hanterar forskning med lantanid komplex. Och faktiskt, man kan få gigantiska magnetiseringsbarriärer från dem. Men lantanider är dyra att producera. Den andra forskningsfronten hanterar första radens övergångsmetaller som är billigare att få tag i men magnetiseringsbarriärerna är mycket mindre, vilket betyder att de bara kan fungera tillräckligt vid mycket låga temperaturer. Helst skulle man vilja försöka få fram en enda molekylmagnet som fungerar vid rumstemperatur."
Resultatet som nu publicerats är uppmuntrande:"Dessa resultat visar vägen till förbättring och design av nya typer av ligander, för bättre prestanda molekylära magneter med allt högre temperaturer. Sammantaget representerar dessa resultat en milstolpe i utvecklingen av vår kunskap och i sök efter bättre material för tillämpning inom spintronik och kvantskalaberäkningar", tillägger Bandeira.
Forskningen är publicerad i Inorganic Chemistry Frontiers . + Utforska vidare
