Новости химической науки > Органические молекулы управляют магнетизмом металла

Органические молекулы могут использоваться для производства печатных электронных устройств и солнечных батарей с экстраординарными свойствами. Спинтронные устройства, в свою очередь, основаны на неожиданной возможности контроля магнитных свойств материалов и, таким образом, спина движущихся электронов.

Результаты новых исследований, полученные франко-немецкой группой исследователей, позволяют говорить о том, что тонкий слой органических молекул может стабилизировать магнитную ориентацию находящихся на поверхности атомов кобальта.

Геометрия и магнитные свойства агрегатов MnPc на поверхности кобальта, рассчитанные с помощью DFT. (Рисунок из Nature Materials, 2015; DOI: 10.1038/NMAT4361)

Вульф Вульфхекель (Wulf Wulfhekel) из Технологического Института Карлсруэ отмечает, что такое взаимодействие органических молекул и поверхности металла позволит изготовить более дешевые, гибкие во всех смыслах и простые системы записи информации. Так, например, микроскопические магниты с постоянной ориентацией используются при изготовлении жестких компьютерных дисков. Мечта о «печатаемой электронике» позволяет говорить о том, что органические молекулы могут облегчить изготовление таких систем за счет их самоорганизации.

Исследование заключалось в том, что на поверхность ферромагнитного кобальта наносили три молекулярных слоя фталоцианинового красителя. После того, как магнитные моменты молекул красителя упорядочивались по отношению к друг другу и кобальту, фталоцианин формировал так называемое антиферромагнитное расположение. Ориентация магнитных моментов в такой комбинации ферромагнитного и антиферромагнитного материала остается относительно стабильной даже в присутствии внешнего магнитного поля или охлаждения.

Как отмечает Вульфхекель, удивительным моментом является то обстоятельство, что выступающие в «легкой весовой категории» молекулы выигрывают у «тяжеловесов»-ферромагнетиков, определяя в конечном итоге свойства комбинации. Помимо прочих систем, в головках, считывающих информацию с магнитных дисков, часто применяются комбинации ферромагнитных и антиферромагнитных материалов. До настоящего времени производство антиферромагнитных материалов было сложным и зачастую длительным процессом. Если рано или поздно для этой цели удастся приспособить молекулы, антиферромагниты можно будет просто печатать на принтере.

Источник: Nature Materials, 2015; DOI: 10.1038/NMAT4361

метки статьи: #природа химической связи, #химия поверхности, #электрохимия