Forskere introducerer fremtidens magnetiske datalagring

Enkeltmolekylmagneter (SMM'er) har tiltrukket megen opmærksomhed for nylig. Dette skyldes den øgede efterspørgsel efter hurtigere, længerevarende og lavere energi-it-systemer, og behovet for højere datalagringskapacitet.

Delvist støttet af det EU-finansierede projekt PhotoSMM, forskere har introduceret et nyt design til SMM'er, som kan føre til opbevaring af oplysninger på en nanometrisk skala. Deres resultater blev for nylig offentliggjort i Angewandte Chemie tidsskrift. SMM'er er en type kompleks forbindelse, der kan bevare magnetisk information ved lave temperaturer. Som forklaret af Dr. Lucie Norel, en af ​​forskerne i teamet, "på grund af den fremtrædende brug af magnetiseringsbaserede informationslagringsteknologier i vores daglige liv, SMM, der er i stand til at omdanne mellem to tilstande med modsatte magnetiseringsretninger, får stor opmærksomhed. "

Sammenfatning af projektmålene på CORDIS, hun tilføjede:"Potentialet er enormt for SMM-systemer, der ville demonstrere magnetfelt og lysdrevne ændringer i både deres optiske og magnetiske egenskaber, fordi de på et enkelt molekyle kunne gengive den samme type magneto-optiske effekter, der bruges til en vis strøm datalagringsteknologier. "

Begrænsninger af SMM

Computerharddiske består af magnetisk materiale, der registrerer digitale signaler. Jo mindre de små magneter er, jo flere oplysninger kan de gemme. Selvom harddiske nu måles i tusindvis af gigabyte frem for tiere, der er stadig et behov for at udvikle nye midler til datalagring, der er tætte og energieffektive. For eksempel, i 2017 demonstrerede en gruppe forskere hos IBM verdens mindste magnetiske hukommelseslagerenhed bygget op omkring et enkelt atom, som præsenteret i magasinet 'IEEE Spectrum'. Det er også muligt at designe molekyler med tilpassede magnetiske egenskaber, som kan have applikationer inden for kvanteberegning, takket være de syntetiske kemiteknikker udviklet af forskere, der arbejder med SMM'er.

Imidlertid, at flytte disse teknologier ud af laboratoriet og ind i mainstream er stadig en udfordring, fordi de endnu ikke fungerer ved omgivelsestemperaturer og kræver dyre metoder til køling. For eksempel, enkelte atomer og SMM'er kunne afkøles med flydende helium ved en temperatur på -269 ° C. Ud over, de mest kraftfulde molekylmagneter er for det meste ustabile i nærvær af luft og vand, så forskere har fokuseret på at hæve den temperatur, ved hvilken magnetisk hukommelse kan observeres.

SMM'erne designet af forskere fra Rennes Institute of Chemical Sciences, i samarbejde med et team ved University of California, Berkeley, har evnen til at blive manipuleret i nærvær af luft. Dette er vigtigt for deres potentielle anvendelse i magnetisk lagring af oplysninger, ifølge holdet. Med forfatterens egne ord:"De første dysprosiumkomplekser med en terminal fluoridligand opnås som luftstabile forbindelser."

Dysprosium (Dy) er et kemisk element i lanthanidgruppen af ​​grundstoffer. I Angewandte Chemie tidsskriftsartikel, de konkluderer:"vi har præsenteret de første DyIII -komplekser, der bærer en terminal fluoridligand og undersøgt indflydelsen af ​​denne meget elektrostatiske metal -ligand -interaktion på den elektroniske struktur."

PhotoSMM (Single Molecule Magnets light-switching with photochromic ligands) -projektet vil demonstrere, at en lysindgang kan forårsage en ændring af de magnetiske og optiske egenskaber ved monometalliske eller bimetalliske SMM'er.