分子磁性體排排站
- 上線日期：2010/11/11 上午 12:00:00
- 資料來源：奈米科學網
義大利科學家最近成功合成新型的分子磁性體(molecular magnet)，而且這些分子磁性體在金的表面上具有特定的方向性。這個結果對於同時利用自旋與電荷的自旋電子(spintronics)領域是很重要的進展。
單分子磁性體是順磁材料，能在「自旋向上」及「自旋向下」兩種磁性態之間切換。在低溫下，分子的磁性態甚至不需磁場也能存在，這種記憶效應可以用來開發計算機使用的高密度資料儲存元件。
去年，Florence大學的Roberta Sessoli與他的同事發現，結合4價鐵團簇的複合分子體以化學方式附著在金表面時，可以保持它們的磁性記憶，最近這個團隊又更進一步利用化學方法來調變這些4價鐵團簇分子體在金表面的方向性，並利用同步輻射光來研究分子體的磁性。
該研究團隊首度在表面上的單分子磁性體觀察到磁性的共振量子穿隧(resonant quantum tunneling)。量子隧穿是指粒子可以穿越古典物體不能穿越的能量障礙，此現象極易因外在因素而破壞，例如磁性體與實際元件的電性聯接。Sessoli表示，他們觀察到栓在金表面的分子磁性體的量子隧穿現象，顯示出分子體與表面的交互作用並不會破壞這種微弱的磁性。
研究人員利用三元醇(trialcohol) 在鐵原子平面相反兩端上增加兩個新化學鍵，來改造結構平面上的4個鐵離子。Sessoli解釋，三元醇具有一個被含硫群所終止的酯鏈，該團隊利用硫原子與金之間的強大親合力，將分子磁性體固定在金表面上。
這個團隊發現可以藉由改變烷鍵的長度與彈性，來改變分子磁性體在金表面的方向性。例如，當鍵長從9個碳縮短到5個碳時，分子體被迫與表面鍵結，並因此偏好特定方向的排列。排列後的分子體呈現很寬的磁滯曲線及更好的記憶效用，並且有很明顯的量子隧穿訊號。Sessoli表示，由於單分子磁性體的工作溫度很低，因此這項技術在短時間內不太可能有實際應用，但這類基礎研究可以為未來自旋基礎科技鋪路。詳見Nature (http://dx.doi.org/10.1038/nature09478)。
原始網站: http://nanotechweb.org/cws/article/tech/44202
譯者:孫士傑(高雄大學應用物理系)
責任編輯:蔡雅芝
- 相關附件: