Een team van onderzoekers van de University of California en Fudan University heeft een manier ontwikkeld om een ​​magneet met één molecuul te gebruiken als een scanning magnetometer. In hun artikel gepubliceerd in het tijdschrift Wetenschap , de groep schetst hun onderzoek waarbij hun sensor de spin en magnetische eigenschappen van een molecuul dat in een ander materiaal is ingebed, heeft gescand.

Terwijl wetenschappers hun zoektocht voortzetten om steeds meer gegevens op steeds kleinere opslagapparaten te persen, ze onderzoeken de mogelijkheid om de magnetische toestand van een enkel molecuul of zelfs een atoom te gebruiken - waarschijnlijk het kleinst mogelijke type geheugenelement. In deze nieuwe poging de onderzoekers hebben aangetoond dat het mogelijk is om met een enkel molecuul op een sensor de eigenschappen van een enkel molecuul in een ander materiaal af te lezen.

Om hun sensor en opslagmedium te maken, de onderzoekers absorbeerden eerst magnetische moleculen van Ni (cyclopentadienyl) ₂ op een met zilver beklede plaat. Vervolgens, ze trokken een nikkeloceenmolecuul van het zilveren oppervlak en brachten het aan op de punt van een scanning tunneling microscoopsensor. Volgende, ze verwarmden een met adsorbaat bedekt oppervlak tot 600 millikelvin en bewogen vervolgens de sensor met het enkele molecuul dicht bij het oppervlak en lazen de signalen die door de sonde werden ontvangen terwijl de twee moleculen op elkaar inwerkten.

De onderzoekers melden dat ze de spin- en magnetische interacties konden lezen zoals ze zich voordeden met de twee moleculen. Ze melden ook dat ze met behulp van de sonde ook afbeeldingen konden maken van de vorm van de interacties in verschillende ruimtelijke richtingen. Ze merkten op dat de signalen die ze ontvingen het sterkst waren wanneer de sonde direct boven het midden van het bestudeerde molecuul werd geplaatst en dat deze asymmetrisch afnam naarmate de hoek groter werd en exponentieel naarmate de punt verder weg werd bewogen. Het team koppelde ook twee van de nikkeloceenmoleculen aan elkaar en rapporteerde dat ze zich gedroegen volgens de dichtheidsfunctionaaltheorie.

De onderzoekers concluderen door te suggereren dat het mogelijk is om spin-interacties op angstrom-niveau te meten en te volgen, wat waarschijnlijk zal leiden tot de ontwikkeling van nieuwe soorten magnetische sensoren.

© 2019 Wetenschap X Netwerk