Vidareutveckling av modern informationsteknik kräver datorkapacitet med ökad effektivitet till rimliga kostnader. Förr, integrationstätheten för de relevanta elektroniska komponenterna ökades ständigt. I fortsättning av denna strategi, framtida komponenter måste uppnå storleken på enskilda molekyler. Forskare från KIT Center for Functional Nanostructures (CFN) och IPCMS har nu kommit närmare att nå detta mål.

För första gången, ett team av forskare från KIT och Institut de Physique et Chimie des Matériaux de Strasbourg (IPCMS) har nu lyckats kombinera begreppen spinnelektronik och molekylär elektronik i en enda komponent bestående av en enda molekyl. Komponenter baserade på denna princip har en speciell potential, eftersom de möjliggör produktion av mycket små och mycket effektiva magnetfältssensorer för läshuvuden på hårddiskar eller för icke-flyktiga minnen för att ytterligare öka läshastigheten och datatätheten.

Användning av organiska molekyler som elektroniska komponenter utreds för närvarande. Miniatyrisering är förknippad med problemet med att informationen kodas med hjälp av elektronens laddning (ström på eller av). Dock, detta kräver en relativt hög energimängd. Inom spinnelektronik, informationen är kodad i elektronens inneboende rotation, snurren. Fördelen är att centrifugeringen bibehålls även när strömförsörjningen stängs av, vilket innebär att komponenten kan lagra information utan någon energiförbrukning.

Det tysk-franska forskargruppen har nu kombinerat dessa begrepp. Den organiska molekylen H2-ftalocyanin som också används som blått färgämne i kulpennor uppvisar ett starkt beroende av dess motståndskraft, om den är instängd mellan spinnpolariserad, dvs magnetiska elektroder. Denna effekt observerades först i rent metallkontakter av Albert Fert och Peter Grünberg. Det kallas jätte magnetoresistans och erkändes av Nobelpriset för fysik 2007.

Den gigantiska magnetoresistanseffekten på enstaka molekyler demonstrerades vid KIT inom ramen för ett kombinerat experimentellt och teoretiskt projekt av CFN och en tysk-fransk forskarskola i samarbete med IPCMS, Strasbourg. Forskarnas resultat presenteras nu i den berömda tidskriften Naturnanoteknik .