Крихітні магніти, що складаються всього з єдиної молекули, мають величезний потенціал для їх використання в технологіях запису і зберігання інформації, адже можливість запісіодного біта інформації в одну молекулу дозволить кардинально збільшити ємність сховищ наших комп’ютерів. І нещодавно вченим з університету оттави, канада, вдалося синтезувати молекулу-магніт, точніше цілу складну молекулярну систему, що володіє рекордним значенням показника магнітної жорсткості, що робить цю молекулу найстабільнішим молекулярним магнітом на сьогоднішній день. А основою цієї молекули є атоми деяких рідкоземельних металів і вельми своєрідні молекулярні “мости” на базі атомів азоту.
Згаданий вище термін “магнітна жорсткість” визначає придатність молекули для використання в якості магнітного носія даних. Фізично ж це значення залежить від здатності електронів атомів молекули до намагнічування, вирівнювання напрямку і площин обертання електронів, і здатності до опору розмагнічування. Фізики і хіміки, що працюють над створенням молекулярних магнітів, для отримання високого значення магнітної жорсткості вже досить давно використовують атоми різних металів, магнітні властивості яких пов’язані один з одним за допомогою спеціальних молекулярних “мостів”.
Мости, які використовуються в молекулах-магнітах, повинні задовольняти відразу декільком критеріям, вони повинні досить легко синтезуватися і підходити для з’єднання атомів різних металів. Найпоширенішим типом моста є міст радикала динітрогену-два атоми азоту з додатковим електроном. Такий міст дуже добре підходить для з’єднання атомів рідкоземельних металів, але його синтез дуже важко контролювати, а його використання не дає вченим ніякої варіативності.
Для обходу згаданих вище проблем з азотними мостами, канадські вчені використовували подвійний динітрогеновий міст, який містить не два, а чотири атоми азоту. Такі подвійні мости були з’єднані з атомами рідкоземельних металів, диспрозія і гадолінію, чотири атоми яких сформували молекулу у формі квадрата. Вченим навіть вдалося кристалізувати новий матеріал, який випав у вигляді пластівців темно-червоного кольору, що мають форму призми.
Як уже згадувалося вище, нові молекули мають дуже високе значення показника магнітної жорсткості, що робить їх найбільш стабільними молекулярними магнітами на сьогоднішній день. Вчені вважають, що такі видатні магнітні властивості нова молекула отримує в результаті сильного магнітного зчеплення атомів металу і величезного спина молекули в цілому, який є сумою спинив входять в молекулу атомів.
Відзначимо, що більш сильний рівень магнітного зчеплення продемонструвала лише аналогічна молекула, створена під час попереднього експерименту, в якій були використані прості мости з динітрогену. Однак, такі молекулярні магніти володіли меншою універсальністю і набагато меншою стабільністю, ніж нові молекули з подвійними динітрогеновими мостами.
На жаль, новий тип молекулярного магніту в силу багатьох причин навряд чи коли-небудь буде використаний в реальних пристроях запису і зберігання інформації. Однак технології, використані для синтезу, можуть бути з успіхом також використані для виробництва молекулярних комплексів з ще більшою кількістю металевих атомів, які будуть володіти величезним значенням їх сумарного спина. І вже такі комплекси можна буде використовувати в якості окремих осередків магнітної пам’яті, яка буде володіти недосяжними на сьогоднішній день показниками інформаційної щільності.
ключові слова: молекула, магніт, атом, рідкоземельний, метал, міст, азот, радикал, зчеплення, спін, стабільність, жорсткість
першоджерело
інші новини по темі:
Розроблено новий тип магнітної пам’яті, здатної зберігати біт інформації в о …
Перемикаються молекулярні наномагніти – майбутнє технологій магнітної запис …
Вченим вперше вдалося створити молекулу шляхом прямих маніпуляцій з двома ат …
Вчені наділили магнетизмом спочатку немагнітні матеріали
Вчені створили найменший біт магнітної пам’яті, що складається з однини …
