Созданы одномолекулярные магниты из редкоземельных металлов
Магниты, образованные из одной молекулы, представляют особый интерес для хранения данных, поскольку возможность хранить информацию на каждой молекуле может значительно увеличить емкость памяти компьютеров.
Как понять, что молекула подходит для магнитной памяти? В первую очередь, она должна обладать магнитной жесткостью — способностью намагнититься и противостоять намагничиванию. Физики и химики создают такие молекулярные магниты из ионов металлов, которые магнитно связаны друг с другом через молекулярные «мостики».
Но и соединительным «мостикам» хорошо бы быть простыми в производстве и универсальными. Например, диазотистый мостик, состоящий из двух атомов азота с дополнительным электроном очень трудно контролировать и модифицировать, хотя он хорошо показал себя с редкоземельными металлами. Чтобы дать им больше возможностей, команда увеличила этот мост, используя «двойной диазот» — такой лиганд имеет четыре атома азота, а не два.
Чтобы создать молекулярный магнит, исследователи объединили новый лиганд с редкоземельными металлами — с диспрозием и гадолинием и добавили в раствор сильный восстановитель для образования радикалов-мостиков. Магнит кристаллизовался в виде бурых хлопьев призматической формы.
Молекулярная единица в таком кристалле имеет четыре иона металла, соединенные между собой четырьмя радикалами. Такая конструкция обладает магнитной жёсткостью и образует прочный одномолекулярный магнит, особенно устойчивый к размагничиванию. Иными словами, чтобы магнит размагнитить, нужно приложить высокое коэрцитивное поле — размагничивающее магнитное поле.
Высокое коэрцитивное поле достигается за счет сильной связи через радикальный блок. Более сильную связь давал только лишь диазотный мостик, но он оказался не так универсален.
Исследование опубликовано в журнале Angewandte Chemie.
