پژوهشگران فرانسوی و آلمانی برای اولین بار با استفاده از یک ارتعاشگر مکانیکی ساخته شده با نانولوله کربنی، به بررسی نیروی مغناطیسی یک مغناطیس مولکولی پرداخته‌اند. این تکنیک با دارا بودن حساسیت بسیار بالا برای مغناطیس، در پیشرفت زمینه‌هایی مانند اسپینترونیک، الکترونیک مولکولی و محاسبات کوانتومی امری مهم است.
آغاز به کار مغناطیس‌سنج نانولوله‌ای
پژوهشگران فرانسوی و آلمانی برای اولین بار با استفاده از یک ارتعاشگر مکانیکی ساخته شده با نانولوله کربنی، به بررسی نیروی مغناطیسی یک مغناطیس مولکولی پرداخته‌اند. این تکنیک با دارا بودن حساسیت بسیار بالا برای مغناطیس، در پیشرفت زمینه‌هایی مانند اسپینترونیک، الکترونیک مولکولی و محاسبات کوانتومی امری مهم است.
در سال‌های اخیر، علم الکترونیک با ظهور سه رشته جدید اسپینترونیک، الکترونیک مولکولی و محاسبات کوانتومی، تاحدی دستخوش انقلاب قرار گرفته است. تمامی این رشته‌ها به مغناطیس مولکولی، که خواص مغناطیس کلاسیک ماکرومقیاس و خواص کوانتومی ساختارهای نانومقیاس را ترکیب می‌کند، وابسته است. بنابراین توانایی تشخیص خصوصیات افزاره‌های مولکولی مانند ترانزیستورهای اسپین مولکولی و دریچه‌های اسپینی ساخته شده از این مغناطیس‌های کوچک، بسیار مهم است.
برای این منظور یک گروه به رهبری ولفگانگ ونسدورفر از مؤسسه نیل در گِرِنوبل فرانسه، یک ارتعاشگر نانولوله کربنی ساخته است. آنها با الگودهی الکترودهای پلاتین در کنار هم که با شیار عمیقی از یکدیگر جدا شده‌اند، نانولوله‌های کربنی را با استفاده از ترسیب بخار شیمیایی رشد دادند. این فرآیند تولید، تضمین می‌کند که ارتعاشگر ساخته شده بهترین خواص مکانیکی را دارد.
یک نانولوله کربنی معلق شده که به دو الکترود فلزی متصل است. یک مولکول TbPc2 به این نانولوله کربنی جفت شده است. زمانی که مغناطیس حاصل از اسپین مولکول معکوس می‌شود، بقای اندازه حرکت زاویه‌ای کل، مولکول TbPc2 را وادار به چرخش می‌کند. این چرخش باعث کشش در نانولوله کربنی شده که به الکترودهای فلزی انتقال می‌یابد.
در مرحله بعد، این گروه که شامل دانشمندانی از مؤسسه فناوری کارلسروهه آلمان و دانشگاه استراسبورگ فرانسه است، این ارتعاشگر نانولوله کربنی را با مولکول‌هایی که دارای اندازه حرکت مغناطیسی کاملا معینی هستند، عامل‌دار کردند. زمانی که اندازه حرکت مغناطیسی یک مولکول معکوس می‌شود، نوسانی در نانولوله پدید می‌آید که این امر به نوبه خود جریان عبوری از نانولوله را تغییر می‌دهد. از این تغییر می‌توان برای اندازه‌گیری اسپین هسته‌ای مولکول مورد نظر استفاده کرد.
این جفت‌شدگی قوی بین نانولوله و مولکول مغناطیسی بدین معنی است که اینگونه ارتعاشگرها را می‌توان برای مغناطیس‌سنجی فوق‌حساس استفاده کرد. همچنین از اینگونه جفت‌شدگی‌ها می‌توان برای کنترل مولکول مغناطیسی با استفاده از این ارتعاشگر و بالعکس بهره برد. چیزی که ممکن است اثرات مکانیکی کوانتوم مانند انسجام کوانتومی را آشکار سازد.
این پژوهشگران جزئیات نتایج کار تحقیقاتی خود را در مجله‌ی Nature Nanotechnology منتشر کرده‌اند.
