Het ontwerp van moleculaire systemen op oppervlakken is cruciaal voor het fundamentele begrip van elektronisch transport. De ontwikkeling van moleculaire elektronica, spintronische apparaten en kwantumberekening zullen alleen plaatsvinden samen met de precieze controle over de spintextuur en de interactie met de omgeving. Het Kondo-effect is een fenomeen dat veel aandacht heeft getrokken vanwege zijn potentieel in spintronische toepassingen met één molecuul. Het Kondo-effect is het gevolg van de interactie tussen de spin van magnetische onzuiverheden en de geleidingselektronen, resulterend in een verandering van de elektrische geleidbaarheid onder bepaalde temperaturen. Dit fenomeen is uitgebreid onderzocht op oppervlakken, vooral in metalen macrocycli; echter, het magnetisme van lanthanidecoördinatiecomplexen is grotendeels onontgonnen.

Onderzoekers van de Nanoarchitectonics on Surfaces Group bij IMDEA Nanociencia, geleid door Dr. David Écija, hebben onlangs hun werk over lanthanide-porfyrinesoorten gepubliceerd in het RSC-tijdschrift nanoschaal . In hun publicatie, onderzoekers bereidden dysprosium (Dy) porfyrines op een gouden ondergrond en bestudeerden hun Kondo-effect. Porfyrinen zijn macrocyclische organische verbindingen die interessant zijn als pigmenten, katalysatoren en in moleculaire elektronica. De onderzoekers konden de Kondo-resonantie uitschakelen door met submoleculaire precisie één waterstofatoom van de macrocyclus te verwijderen door tip-geïnduceerde spanningspulsen.

Het werk onder leiding van Dr. Écija combineert het ontwerp op het oppervlak van 2D reticulaire porfyrine-nanomaterialen, coördinatiechemie van lanthaniden, lage temperatuur scanning tunneling microscopie en spectroscopie met theoretische DFT berekeningen. De voorgemetalliseerde soort met deze Kondo-resonantie kan zijdelings worden gemanipuleerd om kunstmatige Kondo-roosters samen te stellen. Dit onderzoeksresultaat, gefinancierd door de European Research Council (ERC), toont het potentieel aan van tip-geïnduceerde coördinatiechemie voor spintronica die gebruik maakt van de inherente magnetische eigenschappen van f-blokelementen.