2 boyutlu organik materyalde üretilen manyetizma
Araştırmacılar, belirli bir atomik ölçekte geometride metal atomlarına bağlı organik moleküllerden oluşan 2 boyutlu bir nanomalzemenin, elektronları arasındaki güçlü etkileşimler nedeniyle elektronik ve manyetik özellikler gösterebildiğini buldu.
Monash Üniversitesi araştırması, malzemenin benzersiz, yıldız benzeri atomik ölçekli yapısının bir sonucu olarak, 2 boyutlu bir organik malzemede manyetizmanın ortaya çıktığını buldu.
Atomik olarak ince bir 2D organik malzemedeki elektronlar arasındaki etkileşimlerden ortaya çıkan yerel manyetik momentlerin ilk gözlemi olan bu bulgular, elektronlar arasındaki etkileşimlerin ayarlanmasının daha iyi bir sonuca yol açabileceği organik nanomalzemelere dayalı yeni nesil elektroniklerdeki uygulama potansiyelini artırmaktadır. Çok çeşitli elektronik ve manyetik fazlar ve özellikler.
Araştırma ekibi, bir düzende düzenlenmiş organik moleküllerden oluşan 2 boyutlu bir metal-organik nanomateryal araştırdı. lipplois geometri yani 'yıldız benzeri' bir desen. Nanomateryal, zayıf etkileşime giren bir metal yüzey (gümüş) üzerinde bakır atomlarıyla koordine edilen disiyanoantrasen (DCA) moleküllerinden oluşur.
Hassas taramalı prob mikroskobu (SPM) ölçümleri kullanan araştırmacılar, moleküler ve atomik yapı taşları kendi başlarına manyetik olmayan 2 boyutlu metal-organik yapının belirli konumlarda sınırlı manyetik momentlere ev sahipliği yaptığını buldu. Ekip, teorik hesaplamaların, ortaya çıkan bu manyetizmanın, spesifik 2D tarafından verilen güçlü elektron-elektron Coulomb itmesinden kaynaklandığını gösterdiğini söyledi. lipplois geometri.
FLEET CI A/Prof Agustin şunları söyledi: "Elektronlar arasındaki etkileşimlerin ayarlanmasının çok çeşitli elektronik ve manyetik özellikler üzerinde kontrole yol açabileceği organik malzemelere dayalı gelecekteki elektronik ve spintronik teknolojilerinin geliştirilmesi için bunun önemli olabileceğini düşünüyoruz." Schiffrin.
2 boyutlu malzemelerin elektronları lipplois Kristal yapı, yıkıcı dalga fonksiyonu girişimi ve kuantum lokalizasyonu nedeniyle güçlü Coulomb etkileşimlerine maruz kalabilir ve bu da geniş bir yelpazede topolojik ve güçlü bir şekilde ilişkili elektronik fazlara yol açabilir.
Bu güçlü elektronik korelasyonlar, manyetizmanın ortaya çıkmasıyla kendini gösterebilir ve şimdiye kadar atomik olarak ince 2 boyutlu organik malzemelerde gözlemlenmemiştir. İkincisi, ayarlanabilirlik ve kendi kendine montaj yetenekleri nedeniyle katı hal teknolojileri için faydalı olabilir.
Bu çalışmada, 2 boyutlu bir ortamda güçlü elektron-elektron Coulomb etkileşimlerinden kaynaklanan manyetizma lipplois Kondo etkisinin gözlemlenmesiyle organik madde ortaya çıkarıldı.
"Kondo etkisi, manyetik momentlerin bir iletken elektron denizi tarafından perdelenmesiyle ortaya çıkan çok cisimli bir olgudur. Örneğin, altta yatan bir metalden," diyor baş yazar ve FLEET üyesi Dr Dhaneesh Kumar. “Ve bu etki SPM teknikleriyle tespit edilebiliyor”.
"Kondo etkisini gözlemledik ve buradan 2 boyutlu organik malzemenin manyetik momentlere ev sahipliği yapması gerektiği sonucuna vardık. O zaman soru şu oldu: 'Bu manyetizma nereden geliyor?'”
Teorik modelleme, bu manyetizmanın elektronlar arasındaki güçlü Coulomb etkileşimlerinin doğrudan sonucu olduğunu ve bunların yalnızca normalde manyetik olmayan parçalar 2 boyutlu hale getirildiğinde meydana geldiğini gösterdi. lipplois metal-organik çerçeve. Bu etkileşimler, eşlenmemiş elektronların dönüşlerinin yerel manyetik momentlere yol açmasıyla elektron eşleşmesini engeller.
"Bu çalışmadaki teorik modelleme, kuantum korelasyonları ile topolojik ve manyetik fazlar arasındaki etkileşimin zenginliğine dair benzersiz bir fikir sunuyor. Çalışma bize bu önemsiz aşamaların 2B'de nasıl kontrol edilebileceğine dair birkaç ipucu sağlıyor lipplois FLEET CI A/Prof Nikhil Medhekar, "Çığır açan elektronik teknolojilerindeki potansiyel uygulamalara yönelik malzemeler" dedi.
- "2D Kagome Metal-Organik Çerçevede Güçlü Bağlantılı Elektronların Tezahürü" yayınlandı Gelişmiş Fonksiyonel Malzemeler Eylül ayında 2021.