Magneter gjorda av organiska material har ett antal fördelar jämfört med de klassiska metall- eller legeringsmagneterna. De är kemiskt mer flexibla, billigare att göra, och kan bättre anpassas till olika ändamål och olika design. I praktiken, forskare vill tillämpa båda typerna av magneter inom elektronik - i spintroniska element, som transporterar information inte genom elektrisk belastning utan via rotationen av komponentmolekylerna. Denna inneboende vinkelmoment är en typisk egenskap hos partiklar, som elektroner. Reza Kakavandi, Professor Thomas Chassé och Dr. Benedetta Casu vid Institute of Physical Chemistry vid universitetet i Tübingen har undersökt just ett sådant magnetiskt gränssnitt mellan titanoxidkristallerna i rutilform och en rent organisk magnet. De fann att övergångsområdet där materialen möttes var mycket känsligt för minimala defekter i ytorna.

Resultaten av deras studie har publicerats senast Nano Research .

Rent organiska radikaler består av lätta element som kol, kväve och syre, och har vanligtvis en oparad elektron, som skapar permanent magnetisk momentum. "De är intressanta i många applikationer;" säger Benedetta Casu, "De kan användas särskilt i lagringselement, batterier, sensorer och för biomedicinska tillämpningar. De kan också användas vid konstruktion av en kvantdator. "Tübingen-forskarna undersökte gränssnittet mellan en enda rutilkristall och en organisk radikal med hjälp av en mycket högupplöst röntgenspektroskopiprocedur kombinerad med teoretiska beräkningar av Dr. Arrigo Calzolari från Istituto Nanoscienze i Modena, Italien. Forskarna kallar denna länk mellan konventionella och organiska magneter "spinterface" eftersom den kombinerar idéerna om "spin" och "interface".

"I detta experiment, organiska radikaler hålls på plats fysiskt, och magnetmomentet hölls mellan de olika materialen, "säger Benedetta Casu. Hon säger att det fungerade bra. Men, hon säger, situationen förändrades helt när det fanns en liten defekt på den relevanta ytan av rutilen - dvs. om kristallytorna inte var idealiskt beställda. "Isåfall, den organiska radikalen bunden kemiskt med defektens reaktiva punkt, utplåna det magnetiska momentet, "Förklarar Casu.

Detta tillvägagångssätt med kombinationen av röntgenspektroskopi och teoretiska beräkningar visade sig vara mycket användbart för att hjälpa forskarna att förstå mekanismerna vid detta komplexa gränssnitt, enligt Casu. Forskarna behövde beskriva både de inblandade elektriska laddningarna och snurrningen. För första gången blev det klart vilka viktiga inflytanden som uppstår från ytdefekter vid ett av dessa spintytor. "Det är ett viktigt resultat, lika giltiga inom kemi och fysik som materialvetenskap, säger Casu.