Физики получили новый материал на основе магнитных молекул внутри нанотрубок

Углеродные нанотрубки — скрученные цилиндрические слои углерода толщиной в атом, которые могут служить контейнерами для молекул и нанообъектов. Преимущество углеродных нанотрубок перед другими подобными контейнерами — в высоких механической прочности и термостабильности, а их атомарно тонкие стенки позволяют изучать свойства внутренних структур различными методами. Всё это даёт возможность использовать такие нанотрубки для синтеза новых материалов.

За последние несколько лет по всему миру возрос интерес к упорядоченным наноструктурам на основе металл-фталоцианинов. Эти соединения применяются в технологиях на основе молекулярного магнетизма. Используя металл-фталоцианины, можно разрабатывать устройства для управления спиновыми токами и молекулярные спиновые кубиты. Чтобы наноразмерные устройства успешно функционировали, нужно обеспечить устойчивость молекул и одновременно сохранить их магнитные качества.

Специалисты МФТИ и РКЦ представили технологию производства нового материала, который защищён от внешних воздействий, описали его структуру, магнитные и оптические свойства, а также определили маркеры его идентификации. На первом этапе работы физики сформировали протяжённые магнитные нанополосы путём термической полимеризации молекул. Далее образец проанализировали с помощью просвечивающей электронной микроскопии высокого разрешения. Оказалось, что молекулы соединились в полосу, скрученную в спираль. Спектральные характеристики позволили отличить исходные нанотрубки от тех, что заполнены магнитными протяжёнными полосами из молекул фталоцианина-кобальта.

Затем были установлены свойства нового материала. Выяснилось, что структуры внутри нанотрубок производят резонансный отклик. Также учёные определили оптимальные параметры для синтеза материала.

«Мы изучили свойства протяженных магнитных полос сверхмалой ширины, менее одного нанометра, и обнаружили их ферромагнитный характер уже при комнатной температуре. Наличие ярких оптических особенностей и магнитных свойств делает новый материал перспективным для приложений», — отмечает руководитель лаборатории физики магнитных гетероструктур и спинтроники МФТИ Александр Чернов.

Фото: Indicator.ru