2D有機材料で生成された磁性

研究者は、特定の原子スケールの形状で金属原子に結合した有機分子からなる2Dナノ材料が、その電子間の強い相互作用により、電子的および磁気的特性を示すことができることを発見しました。

モナッシュ大学の研究では、2D有機材料のユニークな星のような原子スケールの構造の結果として、磁性が出現することがわかりました。

原子的に薄い2D有機材料の電子間の相互作用から生じる局所磁気モーメントの最初の観察では、これらの発見は、電子間の相互作用の調整が広範囲の電子および磁気相と特性。

研究チームは、有機分子が配置された2D金属有機ナノ材料を調査しました。 かごめ 幾何学、すなわち「星のような」パターン。ナノ材料は、弱く相互作用する金属表面（銀）上の銅原子と配位したジシアノアントラセン（DCA）分子で構成されています。

正確な走査型プローブ顕微鏡（SPM）測定を使用して、研究者は、分子および原子の構成要素がそれ自体非磁性である2D金属有機構造が、特定の場所に閉じ込められた磁気モーメントをホストすることを発見しました。チームは、理論計算により、この出現する磁性は、特定の2Dによって与えられる強い電子-電子クーロン反発によるものであることが示されたと述べました。 かごめ ジオメトリ。

「これは、有機材料に基づく将来のエレクトロニクスおよびスピントロニクス技術の開発にとって重要であると考えています。電子間の相互作用の調整により、幅広い電子および磁気特性を制御できる可能性があります」と、FLEET CI A / ProfAgustinは述べています。シフリン。

2D材料の電子 かごめ 結晶構造は、破壊的な波動関数干渉と量子局在化により、強力なクーロン相互作用の影響を受ける可能性があり、トポロジカルで強く相関する電子相の広い範囲につながります。

これらの強い電子相関は、磁性の出現を介して現れる可能性があり、これまで、原子的に薄い2D有機材料では観察されていませんでした。後者は、調整可能性と自己組織化機能により、ソリッドステートテクノロジーに有益です。

この研究では、2Dでの強い電子-電子クーロン相互作用から生じる磁性 かごめ 近藤効果の観察により有機物が明らかになった。

「近藤効果は、伝導電子の海によって磁気モーメントが遮蔽されるときに発生する多体現象です。たとえば、下にある金属から」と、筆頭著者でありFLEETメンバーであるDhaneeshKumar博士は述べています。「そして、この効果はSPM技術によって検出することができます」。

「近藤効果を観察し、そこから2D有機材料は磁気モーメントをホストする必要があると結論付けました。その後、問題は「この磁気はどこから来るのか」ということになりました。」

理論的モデリングは、この磁性が電子間の強いクーロン相互作用の直接的な結果であり、通常は非磁性の部品が2Dに取り込まれた場合にのみ発生することを示しました。 かごめ 金属有機フレームワーク。これらの相互作用は電子対を妨げ、不対電子のスピンが局所的な磁気モーメントを発生させます。

「この研究の理論的モデリングは、量子相関と位相および磁気相の間の相互作用の豊かさに対する独自の洞察を提供します。この研究は、これらの重要なフェーズを2Dで制御する方法に関するいくつかのヒントを提供します。 かごめ 画期的なエレクトロニクス技術の潜在的なアプリケーションのための材料」とFLEETCI A / Prof NikhilMedhekarは述べています。

「2Dカゴメ金属有機フレームワークにおける強く相関する電子の発現」が 高度機能材料 9月の2021。