Onderzoekers bereiken chemisch gecontroleerde, omkeerbare magnetische faseovergang

Een onderzoeksteam onder leiding van universitair hoofddocent Li Xingxing en prof. Yang Jinlong van de Universiteit voor Wetenschap en Technologie van China (USTC) van de Chinese Academie van Wetenschappen (CAS) heeft een baanbrekende chemische methode ontwikkeld voor tweedimensionale metaal-organische roosters .

Hun resultaten waren gepubliceerd in Nano-brieven op 2 oktober.

In de spintronica is het van het grootste belang om een ​​efficiënte manier te ontwikkelen om de spinvolgorde van materialen omkeerbaar te controleren. Hoewel er verschillende fysische methoden zijn voorgesteld, heeft het chemisch bereiken hiervan aanzienlijke uitdagingen met zich meegebracht.

Onderzoekers stelden het gebruik van het algemeen erkende lactim-lactam-tautomerisatieproces voor om de magnetische fase-overgang in tweedimensionale (2D) organometaalroosters reversibel te moduleren. Deze onthulling biedt nieuwe wegen voor het controleren van de elektrische en magnetische eigenschappen van materialen.

De spintoestand van organische linkers ondergaat een transformatie van een singlettoestand naar een doublettoestand als gevolg van de lactim-lactam-tautomerisatie.

Het gebruik van chemische middelen om de spintoestand van materialen te beheersen heeft verschillende potentiële voordelen ten opzichte van fysieke methoden. Het kan bij kamertemperatuur worden gedaan, wat het praktischer maakt voor toepassingen in de echte wereld. Bovendien kunnen chemische reacties nauwkeurig worden gecontroleerd, waardoor een nauwkeurigere controle over de spintoestand van materialen mogelijk wordt.

In hun onderzoek gebruikte het team de verbinding genaamd 2D organometaalroosters, die een unieke structuur heeft waardoor de magnetische fase kan worden veranderd met behulp van de lactim-lactam-tautomerisatie. Onderzoekers hebben aangetoond dat deze reactie kan worden gebruikt om de magnetische toestand van het materiaal omkeerbaar te veranderen van antiferromagnetisch naar ferrimagnetisch.

De bevindingen van het team maken de weg vrij voor verder onderzoek op dit gebied. Door andere chemische reacties te onderzoeken die de spintoestand van materialen kunnen beïnvloeden, is het mogelijk in de toekomst nog geavanceerdere spintronische apparaten te ontwikkelen.