Учёные изучили специальные молекулы на кобальтовой основе с так называемым внутренним спином – собственным моментом импульса элементарных частиц, имеющим квантовую природу и не связанным с перемещением частицы как целого.

Ещё в 1980-х теории впервые предположили, что молекулярный спин способен изменить взаимодействие между электронами в молекуле и окружающими их электронами проводника, и что это взаимодействие будет определять, насколько легко электроны смогут проходить через молекулы. До настоящего времени эти теории не были подтверждены на практическе из-за трудностей, возникающих в процессе создания устройств с контролируемыми спинами.

Понимание мономолекулярной электроники требует специальных знаний, как в химии, так и в физике. «Люди знают об этих высокоспиновых молекулах, но никто не смог объединить химию и физику для достижения контролируемого контакта с ними», – сказал Ральф.

Исследователи пришли к полученным результатам путём растягивания отдельных высокоспиновых молекул между двумя электродами и анализа их электрических свойств. Они наблюдали за прохождением потока электронов через кобальтовый комплекс, охлаждённый до сверхнизких температур, медленно растягивая молекулы в разных направлениях. В определённый момент прохождение потока через молекулу гораздо усложнилось. Учёным удалось изменить магнитные свойства молекул, сделав их менее симметричными.

После устранения напряжения, молекулы вернулись к своей первоначальной форме и стали проще проводить ток. Это свидетельствует о том, что молекулам не был причинён ущерб. Измерения, полученные в зависимости от температуры, магнитного поля и степени растяжения, позволили команде исследователей по-новому взглянуть на то, как молекулярный спин влияет на взаимодействие электронов и на их поток.

Влияние высоких спинов на электрические свойства наноразмерных устройств были теоретически описаны ещё до работы учёных из Корнельского университета. Но команда исследователей впервые подтвердила теорию на практике, разработав устройства с высоким спином и используя растяжение для контроля спинов, доказав, тем самым, что такие устройства могут служить в качестве мощнейших лабораторий для разрешения фундаментальных научных вопросов.

Источник: physorg.com

Страницы: 1 2

загрузка...