تولید کوچک‌ترین حسگر مغناطیسی

گروهی از محققان آلمانی و فرانسوی برای اولین بار موفق شده‌اند مفهوم الکترونیک اسپینی و الکترونیک مولکولی را در یک قطعه منفرد متشکل از یک مولکول ترکیب نمایند. قطعات مبتنی بر این اصل قابلیت‌های بسیار زیادی دارند، زیرا امکان تولید حسگرهای مغناطیسی بسیار کوچک و کارا را ایجاد می‌کنند.

پیشرفت بیشتر در زمینه فناوری اطلاعات
نیازمند تولید رایانه‌هایی با کارایی بالاتر، ظرفیت بیشتر و قیمت معقول است.
در گذشته چگالی یکپارچه‌سازی قطعات الکترونیکی مرتبط باهم با سرعت یکنواختی
افزایش یافته است. ادامه این کوچک‌سازی منجر به تولید قطعاتی با اندازه یک
مولکول خواهد شد. حال محققان مرکز نانوساختارهای عملکردی KIT و موسسه فیزیک
و شیمی مواد استراسبورگ (“IPCMS”) یک گام به این هدف نزدیک‌تر شده‌اند.

گروهی از محققان KIT و IPCMS برای اولین بار موفق شده‌اند مفهوم الکترونیک
اسپینی و الکترونیک مولکولی را در یک قطعه منفرد متشکل از یک مولکول ترکیب
نمایند. قطعات مبتنی بر این اصل قابلیت‌های بسیار زیادی دارند، زیرا امکان
تولید حسگرهای مغناطیسی بسیار کوچک و کارا را ایجاد می‌کنند. از این حسگرها
می‌توان در هدهایی که برای خواندن هارد دیسک‌ها یا حافظه‌های غیرفرار به
کار می‌روند، استفاده کرده و سرعت خواندن اطلاعات و چگالی ذخیره داده‌ها را
افزایش داد.
 

در حال حاضر تحقیقات وسیعی روی استفاده از
مولکول‌های آلی به عنوان قطعات الکترونیکی در حال انجام است. در قطعات
الکترونیکی امروزی اطلاعات با استفاده از بار الکترون‌ها (روشن یا خاموش
بودن جریان) کدگذاری می شوند که این امر مشکلاتی را در زمینه کوچک‌سازی
ابزارهای الکترونیکی ایجاد کرده است. این فرایند همچنین به انرژی زیادی
نیاز دارد. در الکترونیک اسپینی (اسپینترونیک) اطلاعات با استفاده از چرخش
ذاتی الکترون‌ها که اسپین نامیده می‌شود، کدگذاری می‌شوند. مزیت این روش
این است که حتی هنگام قطع جریان برق، اسپین الکترون‌ها حفظ می‌شود؛ بدین
ترتیب بدون استفاده از انرژی می‌توان اطلاعات را به صورت غیرفرار ذخیره کرد.

حال این گروه تحقیقاتی آلمانی-فرانسوی این مفاهیم را با یکدیگر ترکیب کرده‌اند.
آنها نشان داده‌اند زمانی که مولکول آلی H2-فتالوسیانین که به‌عنوان رنگ
آبی نیز در خودکار استفاده می‌شود، میان دو الکترود مغناطیسی قرار می‌گیرد،
مقاومت آن بستگی زیادی به میدان مغناطیسی پیدا می‌کند. این پدیده که به نام
giant magnetoresistance نامیده می‌شود، برای اولین بار توسط آلبرت فرت و
پیتر گرونبرگ در اتصالات فلزی خالص مشاهده شده است. این دو دانشمند جایزه
نوبل فیزیک را در سال ۲۰۰۷ برای کشف این پدیده به خود اختصاص دادند.

حال این دانشمندان در KIT اثر giant magnetoresistance را روی مولکول‌های
منفرد ثابت کرده‌اند. این کار تحت چارچوب یک پروژه تجربی و تئوری متعلق به
مرکز نانوساختارهای عملکردی و با همکاری یک دانشکده تحصیلات تکمیلی
آلمانی-فرانسوی و IPCMS در استراسبورگ انجام شده است.

جزئیات این تحقیق در مجله Nature Nanotechnology منتشر شده است.