ولدت المغناطيسية في مادة عضوية ثنائية الأبعاد

وجد الباحثون أن مادة نانوية ثنائية الأبعاد تتكون من جزيئات عضوية مرتبطة بذرات معدنية في هندسة ذات مقياس ذري معين قادرة على إظهار الخصائص الإلكترونية والمغناطيسية بسبب التفاعلات القوية بين إلكتروناتها.

وجدت دراسة جامعة موناش ظهور المغناطيسية في مادة عضوية ثنائية الأبعاد كنتيجة للهيكل الذري الفريد الذي يشبه النجوم.

في ما هي الملاحظة الأولى للحظات المغناطيسية المحلية الناشئة عن التفاعلات بين الإلكترونات في مادة عضوية ثنائية الأبعاد رفيعة ذريًا ، تزيد هذه النتائج من إمكانية التطبيقات في الجيل التالي من الإلكترونيات القائمة على المواد النانوية العضوية ، حيث يمكن أن يؤدي ضبط التفاعلات بين الإلكترونات إلى مجموعة واسعة من المراحل والخصائص الإلكترونية والمغناطيسية.

حقق فريق البحث في مادة نانوية عضوية معدنية ثنائية الأبعاد تتكون من جزيئات عضوية مرتبة في a كاغومي الهندسة ، أي نمط "شبيه بالنجمة". تتكون المادة النانوية من جزيئات dicyanoanthracene (DCA) المنسقة مع ذرات النحاس على سطح معدني ضعيف التفاعل (الفضة).

باستخدام قياسات الفحص المجهري للمسح الدقيق (SPM) ، وجد الباحثون أن التركيب العضوي المعدني ثنائي الأبعاد - الذي تكون كتل بنائه الجزيئية والذرية في حد ذاته غير مغناطيسية - يستضيف لحظات مغناطيسية محصورة في مواقع محددة. قال الفريق إن الحسابات النظرية أظهرت أن هذه المغناطيسية الناشئة ترجع إلى التنافر القوي بين الإلكترون والإلكترون كولوم الذي قدمه الشكل الثنائي الأبعاد المحدد. كاغومي الهندسة.

قال FLEET CI A / Agustin: "نعتقد أن هذا يمكن أن يكون مهمًا لتطوير الإلكترونيات المستقبلية وتقنيات spintronics استنادًا إلى المواد العضوية ، حيث يمكن أن يؤدي ضبط التفاعلات بين الإلكترونات إلى التحكم في مجموعة واسعة من الخصائص الإلكترونية والمغناطيسية". شيفرين.

إلكترونات المواد ثنائية الأبعاد ذات أ كاغومي يمكن أن تخضع البنية البلورية لتفاعلات كولوم قوية بسبب تداخل دالة الموجة المدمرة والتوطين الكمي ، مما يؤدي إلى مجموعة واسعة من الأطوار الإلكترونية الطوبولوجية والمترابطة بقوة.

يمكن أن تظهر هذه الارتباطات الإلكترونية القوية عن طريق ظهور المغناطيسية ، وحتى الآن ، لم يتم ملاحظتها في المواد العضوية ثنائية الأبعاد الرقيقة ذريًا. يمكن أن يكون الأخير مفيدًا لتقنيات الحالة الصلبة نظرًا لقدرتها على التوليف والتجميع الذاتي.

في هذه الدراسة ، المغناطيسية الناتجة عن تفاعلات كولوم قوية بين الإلكترون والإلكترون في ثنائي الأبعاد كاغومي تم الكشف عن المادة العضوية من خلال ملاحظة تأثير كوندو.

"تأثير كوندو هو ظاهرة متعددة الأجسام تحدث عندما يتم فحص اللحظات المغناطيسية بواسطة بحر من إلكترونات التوصيل. على سبيل المثال ، من المعدن الأساسي "، كما يقول المؤلف الرئيسي وعضو FLEET الدكتور Dhaneesh Kumar. "ويمكن الكشف عن هذا التأثير من خلال تقنيات SPM".

"لاحظنا تأثير كوندو ، ومن هناك استنتجنا أن المادة العضوية ثنائية الأبعاد يجب أن تستضيف لحظات مغناطيسية. ثم أصبح السؤال "من أين تأتي هذه المغناطيسية؟"

أظهرت النمذجة النظرية أن هذه المغناطيسية هي نتيجة مباشرة لتفاعلات كولوم القوية بين الإلكترونات وأنها تحدث فقط عندما يتم إدخال الأجزاء غير المغناطيسية عادةً في ثنائي الأبعاد. كاغومي إطار معدني عضوي. تعيق هذه التفاعلات اقتران الإلكترونات ، حيث تؤدي دورات الإلكترونات غير المزاوجة إلى نشوء لحظات مغناطيسية محلية.

"النمذجة النظرية في هذه الدراسة تقدم نظرة ثاقبة فريدة من نوعها حول ثراء التفاعل بين الارتباطات الكمية ، والمراحل الطوبولوجية والمغناطيسية. تزودنا الدراسة ببعض التلميحات حول كيفية التحكم في هذه المراحل غير التافهة في 2D كاغومي قال FLEET CI A / البروفيسور Nikhil Medhekar.

• تم نشر "مظهر الإلكترونات شديدة الارتباط في إطار Kagome المعدني العضوي ثنائي الأبعاد" في المواد الوظيفية المتقدمة في سبتمبر شنومكس.