Skræddersy Kondo-effekten, et molekyle ad gangen

Designet af molekylære systemer på overflader er afgørende for den grundlæggende forståelse af elektronisk transport. Udviklingen af ​​molekylær elektronik, spintroniske enheder og kvanteberegning vil kun ske sammen med den præcise kontrol over spinteksturen og dens interaktion med omgivelserne. Kondo-effekten er et fænomen, der har tiltrukket sig stor opmærksomhed på grund af dets potentiale i enkelt-molekyle spintroniske applikationer. Kondo-effekten er resultatet af interaktionen mellem spin af magnetiske urenheder og ledningselektronerne, resulterer i en ændring af elektrisk ledningsevne under visse temperaturer. Dette fænomen er blevet grundigt undersøgt på overflader, især i metal makrocykler; imidlertid, magnetismen af ​​lanthanidkoordinationskomplekser er stort set uudforsket.

Forskere ved Nanoarchitectonics on Surfaces Group ved IMDEA Nanociencia, ledet af Dr. David Écija, har for nylig offentliggjort deres arbejde om lanthanid-porphyrin-arter i tidsskriftet RSC Nanoskala . I deres udgivelse, forskere fremstillede dysprosium (Dy) porphyriner på en guldoverflade og studerede deres Kondo-effekt. Porphyriner er makrocykliske organiske forbindelser med interesse som pigmenter, katalysatorer og i molekylær elektronik. Forskerne var i stand til at slukke for Kondo-resonansen ved at fjerne et brintatom i makrocyklussen gennem spidsinducerede spændingsimpulser med submolekylær præcision.

Arbejdet ledet af Dr. Écija kombinerer design på overfladen af ​​2D retikulære porphyrin nanomaterialer, koordinationskemi af lanthanider, lavtemperatur scanning tunneling mikroskopi og spektroskopi med teoretiske DFT beregninger. De præmetallerede arter med denne Kondo-resonans kan manipuleres sideværts til at samle kunstige Kondo-gitre. Dette forskningsresultat finansieret af European Research Council (ERC) viser potentialet i tip-induceret koordinationskemi for spintronik, der udnytter de iboende magnetiske egenskaber af f-blok-elementer.