«Звездообразный» двумерный материал оказался магнитным
Авторы новой работы исследовали двумерный наноматериал, состоящий из органических молекул, расположенных в геометрии решетки кагомэ, каждый участок которой при ближайшем рассмотрении напоминает звездочку. 2D-материал состоит из молекул дицианоантрацена, связанных с атомами меди на слабо взаимодействующей серебряной поверхности.
При помощи тщательных и измерений с атомарным разрешением методом сканирующей зондовой микроскопии (SPM) исследователи обнаружили, что двумерная металлоорганическая структура, строительные блоки которой сами по себе немагнитны, обладает магнитными моментами, ограниченными в определенных местах. Теоретические расчеты показали, что этот магнетизм, возникающий в кристаллической структуре, обусловлен сильным электрон-электронным кулоновским отталкиванием.
Эти взаимодействия проявляются только тогда, когда мы помещаем обычно немагнитные частицы в двумерную металлорганическую структуру решетки кагомэ. Эти взаимодействия препятствуют спариванию электронов, при этом спины неспаренных электронов создают локальные магнитные моменты. Исследование позволит физикам найти способы управления этими нетривиальными фазами в 2D-материалах.
Это первое наблюдение локальных магнитных моментов, возникающих в результате взаимодействия электронов в двумерном органическом материале. Результаты исследования можно будет использовать для проектирования электронных устройств следующего поколения на основе органических наноматериалов, в которых настройка взаимодействий между электронами может помочь создать материалы с широким спектром свойств.
Статья опубликована в журнале Advanced Functional Materials.
Ученые синтезировали необычный двумерный материал со структурой решетки кагомэ. При ближайшем рассмотрении оказалось, что он обладает уникальными магнитными свойствами