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环境将分子转变为开关

文章作者:优博时时彩平台开户发布时间:2019-11-17浏览次数:915

它看起来像一个十字架,四个长度相等的臂和一个交叉点的中心原子。所有原子排列在一个平面内,使分子绝对平坦 - 至少在正常状态下。

威尔茨堡大学的物理学家现在已经成功地利用特殊的沉积物和电场来操纵这个分子,从而永久地处理两种不同的状态。这使得分子适合作为“分子开关”的自旋电子学 - 一种基于电子自旋的开创性数据处理技术。

分子开关是威尔茨堡大学实验与理论物理系成员合作的结果:实验物理系二博士后研究员Jens Kuegel博士设计并进行了实验。理论物理与天体物理研究所理论物理学教授Giorgio Sangiovanni对此进行了解释。该团队最近在当前的npj量子材料杂志上发表了他们的研究结果。

建立染料分子桥

“我们使用锰酞菁分子,这是一种无法正常转化的染料,”Sangiovanni描述了物理学家的方法。 Jens Kuegel不得不使用一种技术将其转变为分子开关:他将分子安装在由银和铋原子组成的非常特殊的金属表面上。

因为铋原子比银原子大得多,它们的规则排列覆盖了金属表面,就像低壁一样。这种结构的不规则性导致两个铋区域之间的距离较大,例如干涸的河床。然后,锰酞菁分子在河床上建起了一座桥,继续其隐喻。

按电场切换

JensKügel使用特殊技术赋予分子转换特性。当靠近分子中心的锰原子接近发射场的非常精细的尖端时,中心原子改变其位置并向下移动到分子平面外的金属表面。 “通过这种方式,分子表现出两种稳定的可切换状态,”物理学家说。

在物理上,由于其中心原子的位置变化,该分子产生大的磁矩。由于特殊的量子物理现象,这种位置变化会影响整个分子,并在外部表现出截然不同的磁性。物理学家称之为近藤效应。

构建分子开关的新概念

通常,合成分子开关以在各种状态下基本稳定。 “我们现在已经证明,通过选择性地操纵分子环境,也可以在不可切换的分子中产生这种功能,”Kügel和Sangiovanni解释了他们论文的核心结果。因此,物理学家开发了构建分子开关的新概念,他们相信这将为未来的分子电子学开辟新的设计可能性。

在合作研究中心成功合作

维尔茨堡大学的理论和实验物理学家之间的成功合作也基于Würzburg的协作研究中心“表面和界面上的拓扑和相关电子学”,简称ToCoTronics。它的重点是特殊的物理现象 - 电子相关和拓扑物理 - 最重要的是,它们的相互作用对未来的开拓性技术具有巨大的潜力。

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