Ett team av forskare från University of California och Fudan University har utvecklat ett sätt att använda en enda molekylmagnet som en scanningsmagnetometer. I deras tidning publicerad i tidningen Vetenskap , gruppen beskriver sin forskning som involverade att demonstrera deras sensor som skannade spinn och magnetiska egenskaper hos en molekyl inbäddad i ett annat material.

Allt eftersom forskare fortsätter sin strävan att klämma in allt mer data på allt mindre lagringsenheter, de undersöker möjligheten att använda det magnetiska tillståndet hos en enskild molekyl eller till och med en atom – troligen den minsta möjliga typen av minneselement. I denna nya insats, forskarna har visat att det är möjligt att använda en enda molekyl fäst på en sensor för att avläsa egenskaperna hos en enskild molekyl i ett annat material.

För att skapa sin sensor och lagringsmedium, forskarna absorberade först magnetiska molekyler av Ni(cyklopentadienyl) ₂ på en tallrik belagd med silver. Sedan, de drog en nickelocenmolekyl från silverytan och applicerade den på spetsen av en scanningstunnelmikroskopsensor. Nästa, de värmde en adsorbat-täckt yta till 600 millikelvin och flyttade sedan sensorn med den enda molekylen nära ytan och läste signalerna som tas emot av sonden när de två molekylerna interagerar.

Forskarna rapporterar att de kunde läsa spinn och magnetiska interaktioner när de inträffade med de två molekylerna. De rapporterar också att de med hjälp av sonden också kunde skapa bilder av formen av interaktionerna i flera rumsliga riktningar. De noterade att signalerna de fick var starkast när sonden placerades direkt över mitten av molekylen som studerades och att den minskade asymmetriskt när vinkeln ökades och exponentiellt när spetsen flyttades längre bort. Teamet kopplade också ihop två av nickelocenmolekylerna och rapporterade att de uppförde sig enligt densitetsfunktionella teorin.

Forskarna avslutar med att föreslå att det är möjligt att mäta och övervaka spin-interaktioner på ångströmnivå, vilket sannolikt kommer att leda till utvecklingen av nya typer av magnetiska sensorer.

© 2019 Science X Network