クレジット: Angewandte Chemie
単一の分子から形成された磁石は、データ ストレージで特に注目されています。すべての分子にビットを格納する機能により、コンピューターのストレージ容量が大幅に増加する可能性があるためです。 研究者は現在、特定の磁気硬度を持つ新しい分子システムを開発しました。 この特別なレシピの成分は、ジャーナルに掲載された研究で示されているように、希土類金属と珍しい窒素ベースの分子橋です。 Angewandte Chemie.
磁気データ記憶媒体になるための分子の適合性は、その電子が磁化され、磁気硬度としても知られる減磁に抵抗する能力に依存します。 物理学者と化学者は、分子ブリッジを介して互いに磁気的に結合している金属イオンから、このような分子磁石を構築します。
ただし、これらの結合ブリッジは、製造の容易さや汎用性など、特定の基準を満たす必要があります。 たとえば、ラジカル二窒素架橋 (追加の電子を持つ XNUMX つの窒素原子で二窒素をラジカルにする) は、希土類金属イオンに対して優れた結果をもたらしましたが、制御が非常に難しく、「変更の余地がありません」と Muralee Murugesu 氏は説明しています。カナダのオタワ大学の彼のチームの研究。 より広い範囲を可能にするために、チームは「二重二窒素」を使用してこの橋を拡大しました。 未調査のテトラジン配位子には、XNUMX つではなく XNUMX つの窒素原子があります。
分子磁石を生成するために、研究者は新しいテトラジン配位子を希土類金属 (ジスプロシウムとガドリニウムの元素) と組み合わせ、強力な還元剤を溶液に加えて、ラジカル テトラジン ブリッジを形成しました。 新しい磁石は、暗赤色のプリズム状のフレークの形で結晶化しました。
研究者は、この結晶内の分子単位を、XNUMX つの配位子安定化金属イオンが XNUMX つのテトラジン ラジカルによって一緒に架橋されている四核複合体として説明しています。 この新しい分子の最も重要な特性は、その異常な磁気硬度または保磁力です。 これは、複合体が、減磁に対して特に耐性のある耐久性のある単一分子磁石を形成したことを意味します。
チームは、この高い保磁力は、ラジカル テトラジン ユニットを介した強力なカップリングによって達成されると説明しています。 分子の XNUMX つの金属中心が結合して、巨大なスピンを持つ XNUMX つの分子単位が得られます。 二窒素架橋を有するこの分子の前身のみが、より強いカップリングを与えた. ただし、すでに述べたように、新しいテトラジンラジカルブリッジよりも汎用性が低く、安定性も劣っていました。
チームは、この方法を使用して、巨大なスピンを持つ他の多核複合体を生成できることを強調しています。これにより、以前の候補の困難なしに、非常に効率的な単一分子磁石を開発する絶好の機会が提供されます。
参考：「ラジカル架橋Ln4 Niki Mavragani、Dylan Errulat、Diogo A. Gálico 博士、Alexandros A. Kitos 博士、Akseli Mansikkamäki 博士、Muralee Murugesu 博士、24 年 2021 月 XNUMX 日 Angewandte Chemie.
DOI：10.1002 / anie.202110813
Muralee Murugesu 博士は、カナダのオンタリオ州にあるオタワ大学の化学および生体分子科学部で、ナノテクノロジーの正教授および大学研究委員長を務めています。 彼の研究は、高性能の単分子磁石、有機金属フレームワーク、および高エネルギー材料の設計と開発に焦点を当てています。
