Sensor medan magnet terkecil di dunia

Molekul pewarna non-metrik mempamerkan kekuatan magnetik gergasi dengan kuasa yang mencukupi

Mengimbas mikrograf terowong (50x50 nm2) molekul organik. Pewarnaan menunjukkan orientasi berputar berlainan © KIT
membaca dengan kuat

Buat pertama kali para penyelidik telah membina suis magnet satu molekul. Molekul pewarna ini adalah sistem berasaskan magnet rintangan pertama yang bukan logam tetapi mempunyai rintangan yang cukup rendah untuk aplikasi spintronic. Eksperimen yang kini diterbitkan dalam "Alam Nanoteknologi" membuka kemungkinan baru dalam pengatur komponen kecil.

Dalam konduktor magnet, kebanyakan elektron mempunyai spin yang selari dengan medan magnet. Satu minoriti elektron mempunyai putaran yang bertentangan. Apabila logam non-magnet dipasang di antara dua konduktor magnet, rintangan magneto raksasa yang diperhatikan buat kali pertama oleh Albert Fert dan Peter Grünberg berlaku: Jika arah medan magnet dalam kedua-dua lapisan magnet adalah sama, elektron spin selari tidak tersebar dan lulus hampir tanpa rintangan, Tetapi jika arah medan dalam dua lapisan magnet bertentangan antara satu sama lain, semua elektron mempunyai putaran antiparallel sama ada satu atau lapisan lain - tidak ada aliran semasa.

Komponen berdasarkan prinsip ini mempunyai potensi khusus kerana mereka memungkinkan untuk menghasilkan sensor medan magnet yang kecil dan berkuasa untuk kepala membaca dalam cakera keras atau untuk kenangan yang tidak menentu. Setakat ini, biasanya hanya bahan logam yang digunakan. Walaupun bukan konduktor, seperti filem nipis molekul sebagai lapisan pemisahan, membenarkan magnetoresistance terowongan yang dipanggil, tetapi keseluruhannya mempunyai rintangan yang terlalu tinggi untuk digunakan secara komersil.

Dye ternyata menjadi suis magnet yang baik

Kini, buat kali pertama, satu pasukan saintis dari Institut Teknologi Karlsruhe (KIT) dan Institut de Physique et Chimie des Matériaux de Strasbourg (IPCMS) telah berjaya membina sensor medan magnet yang terdiri daripada hanya satu molekul bukan logam. Dalam eksperimen mereka, pasukan penyelidikan Franco-Jerman menyiasat molekul organik phthalocyanine H2, yang juga digunakan sebagai pewarna biru dalam pena ballpoint.

Mereka mendapati bahawa ia menunjukkan pergantungan yang kuat terhadap rintangannya apabila mencubit antara elektrod magnetik polarisasi berputar. Dalam eksperimen, phthalocyanine H2 menunjukkan magnetoresistance gergasi sebanyak 60 peratus dan kekonduksian tinggi dengan rintangan rendah. "Dengan mengejutkan, molekul ini dapat mengekalkan ketumpatan tegasan tinggi dengan polarisasi putaran yang besar, yang mendorong kemungkinan peranti spintronic nano, " kata penyelidik dalam artikel mereka. (Alam Nanoteknologi, 2011; doi: 10.1038 / nnano.2011.11) iklan

(Institut Teknologi Karlsruhe (KIT), 22.02.2011 - NPO)