Enmolekylmagneter (SMM) har väckt stor uppmärksamhet den senaste tiden. Detta beror på den ökade efterfrågan på snabbare, IT-system med längre hållbarhet och lägre energi, och behovet av högre datalagringskapacitet.

Delvis stöd av det EU-finansierade projektet PhotoSMM, forskare har introducerat en ny design för små och medelstora företag som kan leda till lagring av information i nanometrisk skala. Deras resultat publicerades nyligen i Angewandte Chemie tidning. SMM är en typ av komplex förening som kan behålla magnetisk information vid låga temperaturer. Som förklaras av Dr Lucie Norel, en av forskarna i teamet, "på grund av den framträdande användningen av magnetiseringsbaserade teknik för lagring av information i vårt dagliga liv, SMM som kan interkonvertera mellan två tillstånd med motsatta magnetiseringsriktningar får stor uppmärksamhet. "

Sammanfattning av projektmålen för CORDIS, hon tillade:"Potentialen är enorm för SMM-system som skulle visa magnetfält och ljusdrivna förändringar i både deras optiska och magnetiska egenskaper eftersom de kan reproducera samma typ av magneto-optiska effekter på en enda molekyl som används för viss ström datalagringsteknik. "

Begränsningar av SMM

Datorhårddiskar består av magnetiskt material som registrerar digitala signaler. Ju mindre små magneter, desto mer information kan de lagra. Även om hårddiskar nu mäts i tusentals gigabyte snarare än tiotals, det finns fortfarande ett behov av att utveckla nya sätt för datalagring som är täta och energieffektiva. Till exempel, 2017 visade en grupp forskare på IBM världens minsta magnetiska minneslagringsenhet byggd kring en enda atom, som presenteras i tidningen 'IEEE Spectrum'. Det är också möjligt att designa molekyler med anpassade magnetiska egenskaper som kan ha tillämpningar inom kvantberäkning, tack vare de syntetiska kemitekniker som utvecklats av forskare som arbetar med SMM.

Dock, Det är fortfarande en utmaning att flytta ut denna teknik från labbet och in i mainstream eftersom den ännu inte fungerar vid omgivningstemperaturer och kräver dyra kylmetoder. Till exempel, enskilda atomer och SMM kunde kylas med flytande helium vid en temperatur av -269 ° C. Dessutom, de mest kraftfulla molekylmagneterna är mestadels instabila i närvaro av luft och vatten, så forskare har fokuserat på att höja temperaturen vid vilken magnetiskt minne kan observeras.

SMM som designats av forskare från Rennes Institute of Chemical Sciences, i samarbete med ett team vid University of California, Berkeley, har förmågan att manipuleras i närvaro av luft. Detta är viktigt för deras potentiella användning vid magnetisk lagring av information, enligt laget. Med författarnas egna ord:"De första dysprosiumkomplexen med en terminal fluorligand erhålls som luftstabila föreningar."

Dysprosium (Dy) är ett kemiskt element i lantanidgruppen av element. I Angewandte Chemie tidskriftsartikel, de avslutar:"vi har presenterat de första DyIII -komplexen som bär en terminal fluoridligand och undersökt påverkan av denna mycket elektrostatiska metall -ligand -interaktion på den elektroniska strukturen."

PhotoSMM (Single Molecule Magnets light-switching with photochromic ligands) -projektet kommer att visa att en ljusinmatning kan inducera en modifiering av de magnetiska och optiska egenskaperna hos monometalliska eller bimetalliska SMM.