Nature重磅:近液氮溫度的單分子磁性存儲器合成!

2021-01-18 材料人

【前言】


鑭系元素可在分子和原子尺度上實現量子信息處理和高密度數據存儲，有著十分廣闊的應用前景。在實驗方面也有著一系列突破，包括讀取和操控單原子自旋、開發量子位原子鐘以及最近研究的在單原子上實現磁性數據存儲。單分子磁體表現出磁滯性的現象，這是影響磁存儲器進行數據存儲的先決條件，並且在目前已經有鑭系元素在高溫表現出這一現象。但自從發現單分子磁體近25年來，磁場掃速20 Oe/s時，磁滯溫度僅從4K提高到14K。若要提高更高的溫度則需要更快的磁場掃速。


【成果簡介】

 

2017年8月24日，曼徹斯特大學Nicholas F. Chilton和 DavidP. Mills等人在Nature上在線發表了題為「Molecularmagnetic hysteresis at 60 kelvin in dysprosocenium」的研究論文，報導合成了一種新的複合物[Dy(Cpttt)2][B(C6F5)4]，（Cpttt ={C5H2tBu3-1,2,4}， tBu =C(CH3)3），能實現在22 Oe/s磁場掃速下，高達60 K的溫度下出現磁滯現象。並通過研究該溫度下樣品的動力學特徵，表明磁滯現象源於局部金屬-配合基的振動模式。計算自旋動力學表明高溫下磁性弛豫源於局部的分子振動。這些實驗結果進一步證明，經過精確的分子設計，高於液氮溫度下在單分子上實現磁數據存儲是可實現的。同期，佛羅倫斯大學RobertaSessoli撰寫了題為「Magneticmolecules back in the race」（Nature，2017，Doi:10.1038/548400a）的同期評論。

 

【圖文導讀】


圖一、[Dy(Cpttt)2][B(C6F5)4]的合成以及結構



圖二、材料的磁滯現象

 


圖三、材料弛豫動力學

 


圖四、自旋動力學計算

 


文獻連結：Molecularmagnetic hysteresis at 60 kelvin in dysprosocenium（Nature，2017，Doi:10.1038/nature23447）

 

本文由材料人學術組大黑天供稿，材料牛編輯整理。

 

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