پژوهشگرانی از دانشگاه فلورانس موفق به سنتر آهنرباهای مولکولی شدهاند که با قرار گرفتن بر روی سطح طلا میتوانند در یک راستای مرجح جهتگیری کنند. این نتیجه به عنوان یک پیشرفت مهم در زمینه اسپینترونیک میباشد که در آن هم اسپین الکترون و هم بار آن به خدمت گرفته میشود.
جهت‌دهی آهنرباهای مولکولی
پژوهشگرانی از دانشگاه فلورانس موفق به
سنتر آهنرباهای مولکولی شدهاند که با قرار گرفتن بر روی سطح طلا میتوانند
در یک راستای مرجح جهتگیری کنند. این نتیجه به عنوان یک پیشرفت مهم در
زمینه اسپینترونیک میباشد که در آن هم اسپین الکترون و هم بار آن به خدمت
گرفته میشود.
آهنرباهای تک‌مولکولی مواد پارامغناطیسی هستند که میتوانند مغناطیس خود را
بین دو حالت عوض کنند، برای مثال از “اسپین بالا” به “اسپین پایین”. در
دماهای پایین، حالت مغناطیسی مولکول حتی در غیاب یک میدان مغناطیسی خارجی
حفظ میشود. این اثر حافظه‌ای می‌تواند برای ساخت افزاره‌های ذخیره اطلاعات
با چگالی بالا جهت کاربردهای محاسباتی مورد استفاده قرار گیرد.
سال گذشته، روبرتا سسولی از دانشگاه
فلورانس و همکارانش نشان دادند که خوشه‌هایی از چهار اتم آهن (Fe4) که در
ساختار یک مولکول پیچیده وارد شدهاند میتوانند حافظه مغناطیسی خود را بعد
از برقراری پیوند شیمیایی با سطح طلا حفظ کنند. اکنون این گروه یک قدم
جلوتر رفته و این مولکول‌های Fe4 را جهت داشتن جهتگیری یکسان در روی سطح
طلا دوزندگی شیمیایی کرده است. آنها مغناطیس این مولکول را با استفاده از
نور سینکروترون مورد مطالعه قرار دادند.
این نتیجه جدید به این پژوهشگران اجازه داد تا برای اولین بار تونل‌زنی
کوانتومی تشدیدی مربوط به مغناطیس آهنرباهای تک‌مولکولی را بر روی سطح
مشاهده کنند. این پژوهشگران چهار یون هم‌صفحه‌ای آهن را با افزودن دو
لیگاند جدید مشتق شده از تری‌الکلی که دارای هندسه مناسب جهت ایجاد پیوند
با این یون‌ها در طرفین مقابل همِ این صفحه آهن است، اصلاح کردند. این
ساختار به معنای آن است که مولکول آهن بسیار پایدار است.
سسولی توضیح داد: تری‌الکل دارای یک زنجیره آلیفاتیکی است که به یک گروه
گوگردی ختم میشود. در حقیقت ما از کشش شدید اتم‌های گوگرد به سمت طلا جهت
لنگراندازی شیمیایی این آهنرباهای مولکولی بر روی سطح طلا استفاده
کرده‌ایم.
این گروه متوجه شد که با تغییر طول و انعطاف‌پذیری زنجیره آلکیلی می‌توان
جهتگیری آهنرباهای مولکولی بر روی سطح طلا را کنترل کرد.
نتایج این پژوهش در مجله‌ی Nature منتشر شده است.
