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環境將分子轉變為開關

文章作者:www.utbltn.icu發布時間:2019-11-17瀏覽次數:915

它看起來像一個十字架,四個長度相等的臂和一個交叉點的中心原子。所有原子排列在一個平面內,使分子絕對平坦 - 至少在正常狀態下。

威爾茨堡大學的物理學家現在已經成功地利用特殊的沉積物和電場來操縱這個分子,從而永久地處理兩種不同的狀態。這使得分子適合作為“分子開關”的自旋電子學 - 一種基于電子自旋的開創性數據處理技術。

分子開關是威爾茨堡大學實驗與理論物理系成員合作的結果:實驗物理系二博士后研究員Jens Kuegel博士設計并進行了實驗。理論物理與天體物理研究所理論物理學教授Giorgio Sangiovanni對此進行了解釋。該團隊最近在當前的npj量子材料雜志上發表了他們的研究結果。

建立染料分子橋

“我們使用錳酞菁分子,這是一種無法正常轉化的染料,”Sangiovanni描述了物理學家的方法。 Jens Kuegel不得不使用一種技術將其轉變為分子開關:他將分子安裝在由銀和鉍原子組成的非常特殊的金屬表面上。

因為鉍原子比銀原子大得多,它們的規則排列覆蓋了金屬表面,就像低壁一樣。這種結構的不規則性導致兩個鉍區域之間的距離較大,例如干涸的河床。然后,錳酞菁分子在河床上建起了一座橋,繼續其隱喻。

按電場切換

JensKügel使用特殊技術賦予分子轉換特性。當靠近分子中心的錳原子接近發射場的非常精細的尖端時,中心原子改變其位置并向下移動到分子平面外的金屬表面。 “通過這種方式,分子表現出兩種穩定的可切換狀態,”物理學家說。

在物理上,由于其中心原子的位置變化,該分子產生大的磁矩。由于特殊的量子物理現象,這種位置變化會影響整個分子,并在外部表現出截然不同的磁性。物理學家稱之為近藤效應。

構建分子開關的新概念

通常,合成分子開關以在各種狀態下基本穩定。 “我們現在已經證明,通過選擇性地操縱分子環境,也可以在不可切換的分子中產生這種功能,”Kügel和Sangiovanni解釋了他們論文的核心結果。因此,物理學家開發了構建分子開關的新概念,他們相信這將為未來的分子電子學開辟新的設計可能性。

在合作研究中心成功合作

維爾茨堡大學的理論和實驗物理學家之間的成功合作也基于Würzburg的協作研究中心“表面和界面上的拓撲和相關電子學”,簡稱ToCoTronics。它的重點是特殊的物理現象 - 電子相關和拓撲物理 - 最重要的是,它們的相互作用對未來的開拓性技術具有巨大的潛力。

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