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渥太华大学的科学家们发明了一种独特的方法来制造更好的分子磁体,即单分子磁体(SMMs)。这一合成奇迹产生了一种双配位镧系元素复合物,它具有分子本身固有的磁性。这一进步为大容量硬盘、量子计算的潜在应用以及开发更快、更紧凑的存储设备铺平了道路。
科学家们开发出一种新方法,利用双配位镧系元素复合物生产出改进型单分子磁体(SMM)。这一进展为高密度存储、量子计算和微型化存储设备带来了潜力。
"我们的发现为制造基于分子的新型分子电子材料提供了指导。"Muralee Murugesu - 渥太华大学理学院教授。资料来源:渥太华大学
镧系元素离子喜欢用许多有机配体包围自己,以稳定和填充它们的配位层。但由于采用了新颖的配体设计和合成方法,渥太华大学的科学家们不仅成功地分离出了稀有而珍贵的双配位物种,而且有史以来第一次揭示了巨大的能级分离,正如理论所预测的那样。这个复合体是一项合成成就,显示了这些分子令人难以置信的潜力。
这项研究是在渥太华大学化学和生物分子科学系进行的,由理学院全职教授穆拉里-穆鲁格苏领导,芬兰奥卢大学的阿克塞利-曼西卡马基教授、渥太华大学博士后研究员迪奥戈-A-加利科(Diogo A. Gálico)和亚历山大-A-基托斯(Alexandros A. Kitos)以及博士生迪伦-埃鲁拉特(Dylan Errulat)和凯蒂-L-M-哈里曼(Katie L. M. Harriman)合作完成。
"我们已经展示了非常令人兴奋的结果,首次证实了之前的理论预测,同时也提供了一种合成方法来制造更好的分子磁体。这些磁体对于制造更小、更快的存储设备和量子计算机非常有用,因为它们具有纳米级尺寸和特殊的量子特性,如磁化的量子隧道或量子相干性,"穆鲁格苏教授说。
"我们利用 CFI 资助的设备,在 10 开尔文以下的超低温条件下测量了复合物的磁性和发光特性。这些测量结果向我们展示了复合物错综复杂的电子结构。我们还与芬兰奥卢大学的 Mansikkamäki 教授合作,通过计算研究证实了我们的发现。"
自2007年以来,渥太华大学的Murugesu小组一直在研究能够在分子水平上存储和处理信息的单分子磁体(SMM)。这种备受期待的材料有望节省能源和空间,使电子产品更快更好,从而改变数据存储方式,开创分子电子产品的新时代。