Enkeltmolekylemagnet brugt som scanningsmagnetometer

Et team af forskere fra University of California og Fudan University har udviklet en måde at bruge en enkelt molekylemagnet som et scanningsmagnetometer. I deres papir offentliggjort i tidsskriftet Videnskab , gruppen skitserer deres forskning, som involverede demonstration af deres sensor, der scannede spin- og magnetiske egenskaber af et molekyle indlejret i et andet materiale.

Mens forskerne fortsætter deres søgen efter at presse stadig flere data ind på stadigt mindre lagerenheder, de undersøger muligheden for at bruge den magnetiske tilstand af et enkelt molekyle eller endda et atom - sandsynligvis den mindst mulige hukommelseselementtype. I denne nye indsats, forskerne har påvist, at det er muligt at bruge et enkelt molekyle fastgjort til en sensor til at aflæse egenskaberne af et enkelt molekyle i et andet materiale.

For at skabe deres sensor og lagermedie, forskerne absorberede først magnetiske molekyler af Ni(cyclopentadienyl) ₂ på en tallerken belagt med sølv. Derefter, de trak et nikkelocen molekyle fra sølvoverfladen og påførte det på spidsen af ​​en scanning tunneling mikroskop sensor. Næste, de opvarmede en adsorbat-dækket overflade til 600 millikelvin og flyttede derefter sensoren tippet med det enkelte molekyle tæt på overfladen og læste de signaler, der blev modtaget af sonden, mens de to molekyler interagerede.

Forskerne rapporterer, at de var i stand til at aflæse spin og magnetiske interaktioner, som de fandt sted med de to molekyler. De rapporterer også, at de ved hjælp af sonden også var i stand til at skabe billeder af formen af ​​interaktionerne i flere rumlige retninger. De bemærkede, at de signaler, de modtog, var stærkest, når sonden blev placeret direkte over midten af ​​molekylet under undersøgelse, og at den faldt asymmetrisk, når vinklen blev øget og eksponentielt, når spidsen blev flyttet længere væk. Holdet koblede også to af nikkelocene-molekylerne sammen og rapporterede, at de opførte sig i henhold til tæthedsfunktionsteori.

Forskerne konkluderer med at foreslå, at det er muligt at måle og overvåge spin-interaktioner på ångstrøm-niveau, hvilket sandsynligvis vil føre til udviklingen af ​​nye slags magnetiske sensorer.

© 2019 Science X Network