«Звездообразный» двумерный материал оказался магнитным
Ученые синтезировали необычный двумерный материал со структурой решетки кагомэ. При ближайшем рассмотрении оказалось, что он обладает уникальными магнитными свойствами
Авторы новой работы исследовали двумерный наноматериал, состоящий из органических молекул, расположенных в геометрии решетки кагомэ, каждый участок которой при ближайшем рассмотрении напоминает звездочку. 2D-материал состоит из молекул дицианоантрацена, связанных с атомами меди на слабо взаимодействующей серебряной поверхности.
При помощи тщательных и измерений с атомарным разрешением методом сканирующей зондовой микроскопии (SPM) исследователи обнаружили, что двумерная металлоорганическая структура, строительные блоки которой сами по себе немагнитны, обладает магнитными моментами, ограниченными в определенных местах. Теоретические расчеты показали, что этот магнетизм, возникающий в кристаллической структуре, обусловлен сильным электрон-электронным кулоновским отталкиванием.
Эти взаимодействия проявляются только тогда, когда мы помещаем обычно немагнитные частицы в двумерную металлорганическую структуру решетки кагомэ. Эти взаимодействия препятствуют спариванию электронов, при этом спины неспаренных электронов создают локальные магнитные моменты. Исследование позволит физикам найти способы управления этими нетривиальными фазами в 2D-материалах.
Это первое наблюдение локальных магнитных моментов, возникающих в результате взаимодействия электронов в двумерном органическом материале. Результаты исследования можно будет использовать для проектирования электронных устройств следующего поколения на основе органических наноматериалов, в которых настройка взаимодействий между электронами может помочь создать материалы с широким спектром свойств.
Статья опубликована в журнале Advanced Functional Materials.
