Российские ученые обнаружили новое семейство магнитов

МОСКВА, 7 дек — РИА Новости. Ученые Южного федерального университета обнаружили, что нетипичные комплексные соединения кобальта, железа и никеля могут проявлять свойства моноионных магнитов. В перспективе это позволит применять такие вещества при создании сверхплотных эффективных устройств электронной компонентной базы для хранения информации, в тысячу раз более емких, чем современные. Результаты исследования опубликованы в журнале Magnetochemistry.

Бурное развитие современных технологий сегодня происходит в области миниатюризации, человек учится управлять все меньшими по размеру объектами, двигаясь от макроскопичеких к микро и нанообъектам и, наконец, к отдельным молекулам. Именно с этим связан интерес научного сообщества к области мономолекулярных (в частном случае – моноионных) магнитов.

Мономолекулярные магниты (молекулярные магнетики, SMM (англ. single-molecule magnet)) – это материалы, в которых единственная молекула или атом способны сохранять ориентацию спинового момента – намагниченность. Их состояние может переключаться внешним магнитным полем.

Исследователи Южного федерального университета (ЮФУ) установили, что гептакоординированные ионы металлов 3d-ряда, от железа до никеля, в пентагональной бипирамидальной (PBY) координационной среде могут проявлять свойства моноионного магнита (SIM). Соединения SIM относятся к семейству молекулярных магнетиков, в которых накопление намагниченности ограничено отдельными парамагнитными центрами - ионами d- или f-металлов.

«

"Гептакоординация типа PBY не характерна для "поздних" ионов переходных металлов 3d-ряда, особенно в полностью азотном донорном окружении, из-за их довольно малых ионных радиусов. Однако нам удалось синтезировать такие соединения некоторых металлов на основе продукта конденсации 2,6-диацетилпиридина с 2-гидразинопиримидином , установить их структуру методом рентгеноструктурного анализа монокристаллов и детально изучить магнитные свойства в постоянном и переменном поле", – рассказал доктор химических наук, заведующий кафедрой физической и коллоидной химии ЮФУ Игорь Щербаков.

Он отметил, что на текущем этапе работа носит скорее фундаментальный, чем прикладной характер. В настоящее время материалы способны сохранять намагниченность только при очень низких температурах, ниже так называемой температуры блокировки, так как барьеры перемагничивания (энергия, необходимая для изменения направления намагниченности образца на противоположное под действием внешнего магнитного поля) невелики.

Щербаков пояснил, что исследователи накапливают экспериментальный материал, ищут связь между строением молекул и их магнитными свойствами. Это позволит выработать способы "конструирования" молекул с заданными свойствами и найти подходы к усилению нужных технологических характеристик.

Дальнейшие исследования должны привести к созданию мощных устройств электронной компонентной базы систем памяти и к разработке новых технологий, основанных на использовании свойств электронных спинов – например, к созданию квантовых вычислительных устройств.