Schaltbare Magneten im Nano-Format

(Nanowerk News) Molek├╝le als Datenspeicher anstelle von elektronischen oder magnetischen Speicherzellen nutzen zu k├Ânnen, w├╝rde die Datenspeicherung revolutionieren. Molekulare Speicherzellen w├Ąren tausendfach kleiner als herk├Âmmliche. Wissenschaftlerinnen und Wissenschaftler der Christian-Albrechts-Universit├Ąt zu Kiel (CAU) sind nun der molekularen Speicherzelle einen grossen Schritt n├Ąher gekommen.
Es gelang ihnen, den Magnetismus von einzelnen, so genannten Spincrossover-Molek├╝len, mithilfe von Elektronen├╝bertragung gezielt ein- und auszuschalten. Die interdisziplin├Ąre Studie aus dem von der Deutschen Forschungsgemeinschaft (DFG) gef├Ârderten Sonderforschungsbereich 677 "Funktion durch Schalten" belegt, dass das Speichern von Informationen auf den Molek├╝len technisch machbar ist. Die Arbeit wird am 25. Juni in der Fachzeitschrift Angewandte Chemie ver├Âffentlicht ("Elektroneninduzierter Spin-Crossover von Einzelmolek├╝len in einer Doppellage auf Gold").
Doppelschicht von Spincrossover-Molek├╝len auf einer Goldoberfl├Ąche
Computermodell der Doppelschicht von Spincrossover-Molek├╝len auf einer Goldoberfl├Ąche: Mit der STM-Spitze des Rastertunnelmikroskops lassen sich einzelne Molek├╝le schalten. (Bild & Copyright: Holger Naggert & Thiruvancheril Gopakumar)
"Wir wussten, dass es prinzipiell m├Âglich ist, Information in einem einzelnen Molek├╝l zu speichern, doch Techniken, mit denen sich dies realisieren l├Ąsst, werden erst seit kurzem nach und nach verf├╝gbar", erl├Ąutert Projektleiter Professor Richard Berndt vom Institut f├╝r Experimentelle und Angewandte Physik der CAU die Motivation zu der Untersuchung. Seit den 1980er Jahren, so Berndt, werden einzelne Molek├╝le an Oberfl├Ąchen mit Rastertunnelmikroskopen abgebildet. In der aktuellen Forschung ginge es darum, gezielt bestimmte Molek├╝leigenschaften zu ver├Ąndern und damit langfristig technische Anwendungen zu erm├Âglichen. Auch der Sonderforschungsbereich 677 "Funktion durch Schalten" an der Kieler Universit├Ąt befasst sich mit solchen Untersuchungen, um letztlich molekulare Maschinen herstellen zu k├Ânnen.
In der vorliegenden Studie ging es um den Magnetismus eines Molek├╝ls. Mit einem Rastertunnelmikroskop gelang es Berndts Mitarbeiter Dr. Thiruvancheril Gopakumar, die magnetischen Eigenschaften einzelner Molek├╝le zwischen zwei Zust├Ąnden zu schalten. Obwohl die Molek├╝le dabei in dicht gepackten Schichten lagen, konnte er einzelne Molek├╝le ausw├Ąhlen und diese gezielt schalten. Die gezielte Kontrolle ├╝ber einzelne Molek├╝le macht das Speichern von Informationen m├Âglich. "Weltweit versuchen viele Arbeitsgruppen die magnetischen Eigenschaften von Molek├╝len zu beherrschen. Gopakumar bringt mit diesen Messungen das Feld einen wichtigen Schritt voran", freut sich Berndt.
Die Molek├╝le (Spincrossover-Komplexe) wurden am Institut f├╝r Anorganische Chemie der CAU hergestellt. "Auch wenn die Suche nach geeigneten Molek├╝len sehr langwierig war, sind wir mit diesem Ergebnis sehr zufrieden", betont Professor Felix Tuczek, Leiter der Arbeitsgruppe Anorganische Molek├╝lchemie. Als n├Ąchstes, sagt er, wolle man die Molek├╝le derart ver├Ąndern, dass sie sich auch mit Licht und bei h├Âheren Temperaturen schalten liessen.
Source: Christian-Albrechts-Universit├Ąt zu Kiel
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