Зачем нагрели молекулярные магниты
Английские химики внесли вклад в разработку устройств для магнитного хранения информации на основе молекулярных магнитов. Им удалось поднять температуру, при которой наблюдаются магнитные свойства у отдельных молекул, с 14 до 60 кельвинов (с –260 °C до –213 °C), что вплотную приближается к температуре жидкого азота. Это поможет резко увеличить плотность записи информации, сообщает интернет-издание N+1. Работа опубликована в Nature.
Хранение информации на современных магнитных носителях информации осуществляется с использованием материалов с выраженным магнитным гистерезисом. Запись информации происходит благодаря тому, что при выключении внешнего поля у магнитного элемента сохраняется магнитный момент. Размер хранения одного бита информации при этом ограничивается размером магнитного домена. Поэтому стремление к увеличению плотности записи привлекло внимание к молекулярным магнитам. Оказалось, что комплексные соединения некоторых металлов тоже проявляют магнитные свойства и обладают выраженным магнитным гистерезисом. В отличие от кристаллических материалов магнитные свойства в них носят квантовый характер. Основная же проблема использования молекулярных магнитов для хранения информации состоит в том, что проявление магнитных свойств для них характерно только при очень низких температурах: максимальная температура, при которых можно измерить остаточную намагниченность, до настоящего времени не превышала 14 кельвинов для комплексов на основе тербия.
В своей новой работе английские химики исследовали магнитные свойства металлоорганического комплекса на основе диспрозоцена. Исходя из рентгеноструктурных расчетов, сделанных для такого комплекса, удалось показать, что он будет обладать осью легкой намагниченности и, соответственно, магнитным гистерезисом. Особая сложность работы заключалась в том, что для диспрозия не характерно образование металлоценов — «сэндвичевых» комплексов металлов с циклопентадиенами. Однако химики смогли найти такую схему синтеза, при которой удалось стабилизировать пятичленные циклы вокруг диспрозия. И именно это, по словам исследователей, и привело к значительному повышению температуры, при которой можно наблюдать у такой молекулы магнитные свойства.