מגנטיות הנוצרת בחומר אורגני דו -ממדי

חוקרים מצאו שחומר ננו דו-ממדי המורכב ממולקולות אורגניות המקושרות לאטומי מתכת בגיאומטריה ספציפית בקנה מידה אטומי מסוגל להראות תכונות אלקטרוניות ומגנטיות בשל אינטראקציות חזקות בין האלקטרונים שלה.

המחקר של אוניברסיטת מונש מצא את הופעת המגנטיות בחומר אורגני דו-ממדי כתוצאה מהמבנה הייחודי של הכדור האטומי של החומר.

במה היא התצפית הראשונה על רגעים מגנטיים מקומיים הנובעים מאינטראקציות בין אלקטרונים בחומר אורגני דו-ממדי אטומי, ממצאים אלה מעלים את פוטנציאל היישומים באלקטרוניקה מהדור הבא המבוסס על ננו-חומרים אורגניים, בהם כוונון אינטראקציות בין אלקטרונים יכול להוביל ל מגוון עצום של שלבים ומאפיינים אלקטרוניים ומגנטיים.

צוות המחקר חקר ננו-חומר מתכת אורגני דו-ממדי המורכב ממולקולות אורגניות המסודרות ב קאגומה גיאומטריה כלומר דפוס 'דמוי כוכב'. החומר הננו מורכב ממולקולות dicyanoanthracene (DCA) המתואמות עם אטומי נחושת על משטח מתכת בעל אינטראקציה חלשה (כסף).

בעזרת מדידות מיקרוסקופית בדיקות סריקה (SPM) מדויקות, החוקרים מצאו כי המבנה המתכת-אורגני הדו-ממדי-שאבני הבניין המולקולריות והאטומיות שלו כשלעצמו אינן מגנטיות-מארח רגעים מגנטיים המוגבלים במקומות ספציפיים. הצוות אמר כי חישובים תיאורטיים הראו כי המגנטיות המתעוררת נובעת מדחיית קולומב האלקטרונים-אלקטרונים הניתנים על ידי הדו-ממד הספציפי. קאגומה גֵאוֹמֶטרִיָה.

"אנו חושבים שזה יכול להיות חשוב לפיתוח טכנולוגיות אלקטרוניקה וספינטרוניקס עתידיות המבוססות על חומרים אורגניים, כאשר כוונון אינטראקציות בין אלקטרונים יכול להוביל לשליטה על מגוון רחב של תכונות אלקטרוניות ומגנטיות", אמר FLEET CI A/פרופ 'אגוסטין. שיפרין.

האלקטרונים של חומרים דו -ממדיים עם א קאגומה מבנה הגביש יכול להיות נתון לאינטראקציות חזקות של קולומב בשל הפרעות בתפקוד גל הרסני ולוקליזציה קוונטית, מה שמוביל למגוון רחב של שלבים אלקטרוניים טופולוגיים ומתואמים מאוד.

המתאמים האלקטרוניים החזקים הללו יכולים להתבטא באמצעות הופעת המגנטיות, ועד כה לא נצפו בחומרים אורגניים דקים דו-ממד אטומיים. האחרון יכול להועיל לטכנולוגיות מצב מוצק בשל כוונותן ויכולת ההרכבה העצמית.

במחקר זה, מגנטיות הנובעת מאינטראקציות חזקות של קולון אלקטרון-אלקטרון בממד דו-ממדי קאגומה חומר אורגני נחשף באמצעות התבוננות באפקט הקונדו.

"אפקט הקונדו הוא תופעה בעלת גוף רב המתרחשת כאשר רגעים מגנטיים מוקפים על ידי ים של אלקטרונים הולכים. לדוגמה, ממתכת בסיסית ", אומר הסופר הראשי וחבר ה- FLEET ד"ר דנאש קומאר. "ואפשר לזהות את האפקט הזה על ידי טכניקות SPM".

"ראינו את אפקט הקונדו, ומשם הסיקנו כי החומר האורגני הדו -ממדי חייב לארח רגעים מגנטיים. ואז הפכה השאלה 'מאיפה המגנטיות הזו?' "

דוגמנות תיאורטית הראתה שמגנטיות זו היא התוצאה הישירה של אינטראקציות חזקות של קולומב בין אלקטרונים וכי הן מתרחשות רק כאשר חלקים לא-מגנטיים בדרך כלל מובאים לדו-מימד. קאגומה מסגרת מתכתית-אורגנית. אינטראקציות אלה מעכבות את זיווג האלקטרונים, כאשר סיבובים של אלקטרונים לא מזווגים גורמים לרגעים מגנטיים מקומיים.

"דוגמנות תיאורטית במחקר זה מציעה תובנה ייחודית לעושר של יחסי הגומלין בין מתאמים קוונטיים, לבין השלבים הטופולוגיים והמגנטיים. המחקר מספק לנו כמה רמזים כיצד ניתן לשלוט על שלבים לא טריוויאליים אלה ב 2D קאגומה חומרים ליישומים פוטנציאליים בטכנולוגיות אלקטרוניקה פורצות דרך ", אמר FLEET CI A/Prof Nikhil Medhekar.

• "ביטוי של אלקטרונים המתואמים מאוד במסגרת דו-ממדית של קאגומה מתכת אורגנית" פורסם ב חומרים פונקציונליים מתקדמים בספטמבר 2021.