Созданы одномолекулярные магниты из редкоземельных металлов
Как понять, что молекула подходит для магнитной памяти? В первую очередь, она должна обладать магнитной жесткостью — способностью намагнититься и противостоять намагничиванию. Физики и химики создают такие молекулярные магниты из ионов металлов, которые магнитно связаны друг с другом через молекулярные «мостики».
Но и соединительным «мостикам» хорошо бы быть простыми в производстве и универсальными. Например, диазотистый мостик, состоящий из двух атомов азота с дополнительным электроном очень трудно контролировать и модифицировать, хотя он хорошо показал себя с редкоземельными металлами. Чтобы дать им больше возможностей, команда увеличила этот мост, используя «двойной диазот» — такой лиганд имеет четыре атома азота, а не два.
Чтобы создать молекулярный магнит, исследователи объединили новый лиганд с редкоземельными металлами — с диспрозием и гадолинием и добавили в раствор сильный восстановитель для образования радикалов-мостиков. Магнит кристаллизовался в виде бурых хлопьев призматической формы.
Молекулярная единица в таком кристалле имеет четыре иона металла, соединенные между собой четырьмя радикалами. Такая конструкция обладает магнитной жёсткостью и образует прочный одномолекулярный магнит, особенно устойчивый к размагничиванию. Иными словами, чтобы магнит размагнитить, нужно приложить высокое коэрцитивное поле — размагничивающее магнитное поле.
Высокое коэрцитивное поле достигается за счет сильной связи через радикальный блок. Более сильную связь давал только лишь диазотный мостик, но он оказался не так универсален.
Исследование опубликовано в журнале Angewandte Chemie.
Магниты, образованные из одной молекулы, представляют особый интерес для хранения данных, поскольку возможность хранить информацию на каждой молекуле может значительно увеличить емкость памяти компьютеров.