Развитие нанотехнологий, как считают многие ученые, приведет к замене электроники, использующей электрические заряды, на спинотронику, в которой нужны квантовые свойства молекул. В частности, ожидается, что будут созданы запоминающие устройства с высокой плотностью хранения информации на основе магнитов лишь из одной молекулы, которые могут «переключать» свое магнитное поле из одного состояния в другое.
Ученые во главе с Робертой Сессоли (Roberta Sessoli) из Университета Флоренции (Италия)впервые продемонстрировали, что одномолекулярный магнит работает при помещении на твердую подложку из золота. Для этого ученые «сшили» четыре атома железа и «хвост» из углерода с атомом серы на конце. Сера была нужна для закрепления новой молекулы на поверхности золотой пластины. В результате созданная молекула прикрепилась на пластине строго определенным образом. Ученые охладили полученную систему до очень низких температур и исследовали магнитные свойства новой молекулы с помощью синхротронного излучения.
Им удалось наблюдать так называемый квантовый туннельный переход намагничивания, при котором свойства молекулы меняются скачкообразно. Физики выяснили, что этот процесс может быть управляемым.
Полученные результаты, по мнению ученых, могут помочь в изучении свойств наноматериалов.
Мы предлагаем новый инструмент для выяснения того, как организованы вещества в наноразмерных масштабах", – заявляют авторы работы.
Достижения спинотроники уже сейчас находят практическое применение. Эффект гигантского магнитосопротивления, при котором небольшое изменение магнитного поля приводит к значительному изменению электрического сопротивления системы, используется в накопителях на жестких магнитных дисках в компьютерах. Первооткрыватели этого явления Альбер Фер (Albert Fert) и Петер Грюнберг (Peter Grunberg) были удостоены в 2007 году Нобелевской премии по физике.
