La reducción de los dispositivos de información a la escala atómica ha despertado el interés de utilizar giros individuales como una unidad básica para el almacenamiento de datos. Esto requiere una detección y un control precisos de los estados de giro y una mejor comprensión de las interacciones giro-giro.
Por primera vez en la historia, los científicos del IBS Center for Quantum Nanocience en Ewha Womans University QNS obtuvieron imágenes del espín de una molécula individual utilizando resonancia de espín de electrones en un microscopio de efecto túnel. Este logro, publicado este mes en Química de la naturaleza, aprovechó el poder de la química sintética para controlar el giro electrónico de una molécula.
Un microscopio de túnel de barrido STM tiene la capacidad de ver estructuras atómicas exactas, átomo por átomo, a un nivel que no es posible con otras técnicas. Este estudio utiliza un microondas eléctrico aplicado a la punta del STM para impulsar la resonancia de espín de electrones ESR en moléculas individuales e investigue la interacción magnética entre dos moléculas utilizando esta técnica.
"El empleo de moléculas individuales en estudios de control cuántico a escala atómica es siempre de gran interés e importancia. Este trabajo arroja luz sobre algunas interacciones magnéticas intrigantes entre espines no localizados, que es crucial para el desarrollo de dispositivos espintrónicos basados en moléculas", diceel primer autor del artículo, el Dr. Xue Zhang.
Los átomos de Fe, Ti y las moléculas de FePc se depositaron conjuntamente en la superficie de una película delgada de óxido de magnesio que creció en un sustrato de plata. Luego se tomaron imágenes y se probaron con un STM equipado con capacidades de ESR. Este trabajo ha extendido la prueba de ESR experimentalplataforma desde átomos individuales hasta una clase mucho más amplia de materia: moléculas magnéticas, lo que brinda muchas más posibilidades para realizar el control cuántico en moléculas magnéticas individuales.
La resonancia de espín electrónico se emplea ampliamente en biología y química para determinar la estructura de moléculas desconocidas y para medir las propiedades dinámicas de los espines en estas moléculas. La ESR es una prima de la resonancia magnética MRI con la que la mayoría de las personas están familiarizadas en el hospital.ESR es también una herramienta esencial en el campo de investigación emergente de la nanociencia coherente cuántica, donde las propiedades cuánticas de los espines se utilizan para la computación cuántica y la ciencia de la información cuántica.
"Es impresionante ver que la interacción intermolecular se puede investigar con una resolución de energía en la precisión de nanoelectrones voltios. Ciertamente, deberíamos explorar más incógnitas con esta fantástica técnica ESR-STM", dice Yu Wang de QNS.
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Materiales proporcionado por Instituto de Ciencias Básicas . Nota: el contenido se puede editar por estilo y longitud.
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