分子纳米磁体中磁各向异性的新记录

科学家们发现了什么?

单个原子有可能成为磁存储器的最小单位。但不是任何原子，也不是没有合适的分子环境。只有少数元素容易形成磁性化合物。即使是这些原子，所期望的磁性行为也会被周围的非磁性原子破坏。

这就是所谓的分子纳米磁铁发挥作用的地方。通过设计只包含一个或几个磁性原子的分子，化学家有能力设计出磁性存储器最重要的特性。这种特性被称为磁各向异性，它锁定了磁原子的北极/南极，使它们只指向两个方向中的一个。磁各向异性必须很强，以防止磁体的重新定向，因此，丢失其存储的信息。

在这项研究中，研究人员通过在分子中以非常特定的几何形状放置单个镍原子，充分最大化其各向异性，从而创建了一个强纳米磁铁。使用一种叫做电子顺磁共振(EPR)中，科学家测量了这种分子纳米磁体中创纪录的各向异性，使其成为非常高密度信息存储的理想候选。

为什么这很重要?

数据存储设备的小型化导致基本信息单位(即比特)的尺寸急剧减小。目前，一些公司生产的设备可以在一平方英寸内存储1tb的存储空间，其特点是比特的大小只有几百平方纳米。在这个尺度之下，分子纳米磁铁可能在未来发挥至关重要的作用。由于尺寸小于1平方纳米，它们有潜力实现更大的存储密度。因此，理解和控制这些材料的各向异性对计算机、手机和其他电子产品的未来至关重要。这项工作在MagLab提出了一个重要的战略，设计高度各向异性的分子磁性构件，可用于开发新一代分子级磁记忆存储设备。

谁做的研究?

K. E. R.万豪¹——C.威尔逊¹——梅达德²， S. T.奥切森拜因²，巴斯卡兰^3、4S.希尔^3、4——莫里¹

¹格拉斯哥大学;²保罗·谢勒研究所;^3.爱游戏提现客服国家MagLab;⁴佛罗里达州立大学

他们为什么需要MagLab?

MagLab的电子磁共振设备在EPR方面有丰富的专业知识，它提供了磁各向异性的直接测量。在这个实验中研究的分子的创纪录的磁各向异性只能在MagLab的直流场设备中可用的非常高的磁场中测量。

科学家详情

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资金

本研究由以下基金资助:G.S. Boebinger (NSF DMR-1157490);M. Murrie (EPSRC Ref. EP/J018147/1);S.T. Ochsenbein (EC FP7/2007-2013批准号290605);S. Hill(美国国家科学基金会DMR-1309463)

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如需更多信息，请联系斯蒂芬•希尔．