Magnetisme is een eigenschap van materie die de mensheid al duizenden jaren kent, lang voordat deze eigenschappen in een theorie konden worden beschreven. Klassieke magneten zijn metalen of zeldzame aardlegeringen, harde materialen, zoals koelkastmagneten.

Beschouw een klasse van materialen die een magnetisch moment dragen, alleen samengesteld uit lichte elementen, bijvoorbeeld, koolstof, stikstof, en zuurstof. Deze samenstelling zou onderzoekers in staat stellen magnetische momenten te koppelen aan nuttige eigenschappen van organische materialen, zoals transparantie, goedkope fabricage, en flexibel chemisch ontwerp. Inderdaad, deze klasse van materialen bestaat:het is de familie van organische radicalen. Deze radicalen zijn organische moleculen die één ongepaard elektron dragen, waardoor een permanent magnetisch moment ontstaat. Daarom, het zijn materialen met permanente magnetische eigenschappen, d.w.z., hun magneetmoment is niet te wijten aan een inductie-effect van een extern magnetisch veld, zoals in diamagnetisme. Organische radicalen zijn veelbelovende materialen voor elektronica en kwantumtechnologieën. De laatste resultaten over deze klasse van materialen door het Casu Lab-team van de afdeling Chemie van de Universiteit van Tübingen zijn nu gepubliceerd in Chemie van materialen .

Om deze radicalen in een apparaat te gebruiken is het noodzakelijk om ze in filmvorm te hebben, d.w.z., de moleculen bedekken een substraat, het vormen van een coating. In het onderzoek van het Casu Lab-team, ze worden afgezet op een siliciumwafel. De wetenschappers van Tübingen waren tien jaar geleden over dit aspect begonnen na te denken, toen de Duitse Onderzoeksstichting het Casu Lab het eerste project toekende om radicale films op een gecontroleerde manier te maken met behulp van verdamping, pionier op het gebied van radicale dunnefilmprocessen. De onderzoeksgroep werkt sindsdien met succes aan deze materialen.

Nu hebben de wetenschappers zich gericht op systemen die meer dan één magnetisch moment in hetzelfde molecuul hebben, dat is, in plaats van een enkel ongepaard elektron, er zijn twee ongepaarde elektronen. Ze worden diradicalen genoemd. Dus, er zijn twee magnetische momenten die op elkaar in kunnen werken en elkaar kunnen beïnvloeden, op basis van deze interactie de weg openen naar nieuwe apparaten. De aanwezigheid van twee ongepaarde elektronen maakt deze moleculen zeer reactief, omdat de elektronen de neiging hebben om te paren. Voor een lange tijd, men dacht dat het bekleden van oppervlakken met dit materiaal door middel van gecontroleerde verdamping praktisch onmogelijk zou zijn. Het Casu Lab-team pakte het probleem aan door zich te concentreren op verschillende diradicalen op basis van het nitronylnitoxide-radicaal en het Blatter-radicaal, en, onlangs, ze waren succesvol.

De onderzoekers van Tübingen hebben de films onderzocht met behulp van röntgenfoto-elektronenspectroscopie, een techniek gebaseerd op de interactie van elektromagnetische straling met materie in het röntgenbereik. De metingen zijn uitgevoerd in ons laboratorium in Tübingen, en op de BESSY synchrotron in Berlijn.

Het Casu Lab-team beschrijft hun protocol en het recept om diradicalen te verdampen in hun paper gepubliceerd in Chemie van materialen . Vanaf nu, iedereen die geïnteresseerd is in nieuwe materialen zal in staat zijn om dunne films van diradicalen te verdampen na het lezen van het Tübingen-onderzoekspapier.