Freie Universität Berlin - 19.02.2016
Datenspeicherung auf molekularem Niveau
Wissenschaftler der Freien Universität Berlin, der Universität Stuttgart
und des Max-Planck-Instituts für Chemische Energiekonversion (MPI CEC) in
Mühlheim haben einen Durchbruch bei der in der Forschung und für die
spätere Anwendung angestrebten extremen Miniaturisierung von
Datenspeichern erreicht. Die beteiligten Gruppen entdeckten den ersten
einkernigen Übergangsmetallkomplex mit stabiler Magnetisierung. Dies ist
ein essenziell wichtiger Schritt hin zu einer Speicherung von Daten in
Molekülen und einer tausendfachen Verkleinerung von Daten gegenüber denen
auf herkömmlichen Festplatten. Die Ergebnisse wurden in der renommierten
Fachzeitschrift Nature Communications veröffentlicht.
Kooperationspartner waren die Gruppen um Professor Biprajit Sarkar von der
Freien Universität, Professor Joris van Slageren von der Universität
Stuttgart sowie Professor Frank Neese und Professor Mihail Atanasov (MPI
CEC).
Datenspeicherung bildet den Eckstein der technologisch fortgeschrittenen
Welt, in der wir leben. In aktuellen Datenspeichersystemen werden die
Daten auf makroskopischer Längenskala gespeichert, aber das endgültige
Ziel ist, Daten in einzelnen Molekülen zu speichern. Bisher war dieses
Ziel außer Reichweite der Wissenschaftler. Aufgrund ihrer stabilen
Magnetisierung sind Einzelmolekülmagneten vielversprechende Kandidaten für
die Datenspeicherung auf molekularer Ebene. Die Stabilität der
Magnetisierung nimmt mit steigendem Spin, also magnetischem Moment, und
mit steigender Anisotropie, also Richtungsabhängigkeit, zu. Allerdings
führt die Zunahme des Spins zu einer Abnahme der Anisotropie, und daher
nimmt die Stabilität der Magnetisierung nicht zu. Direktes Maßschneidern
der magnetischen Anisotropie mittels eines rationellen chemischen Designs
von Einzelmolekülmagneten ist extrem anspruchsvoll. Hierbei gelang den
Wissenschaftlern ein wichtiger Durchbruch.
Margarethe van der Meer von der Freien Universität Berlin hat die völlig luft- und feuchtigkeitsstabile Verbindung synthetisiert: "Ich war auf der Suche nach größeren Molekülen, und es hat mich überrascht, dass sogar noch kleinere Moleküle genauso gut funktionieren", sagt die Doktorandin. Die eingehende Untersuchung durch Doktorandin Yvonne Rechkemmer von der Universität Stuttgart führte zu einem ausführlichen Verständnis, warum dieses Molekül solche vorteilhafte Eigenschaften aufweist. "Ein interessantes Material zu finden, ist das eine, klare Designziele für verbesserte Materialien formulieren zu können, ist etwas anderes", konstatiert sie. Die von Professor Atanasov vorgenommenen umfangreichen Rechnungen, sie basieren auf dem Programm ORCA von Professor Frank Neese und seinem Team - verdeutlichten genau, wie die molekulare Struktur mit der magnetischen Stabilität zusammenhängt. Der nächste Schritt ist nun, das Material zu verbessern, damit die Betriebstemperatur erhöht werden kann. Professor Sarkar unterstreicht: "Wir haben jede Menge Ideen, wie wir das Material weiterentwickeln können, da wir nun verstehen, woher dessen Eigenschaften rühren."
Die Arbeiten wurden durch die Deutsche Forschungsgemeinschaft finanziell unterstützt.
Weitere Informationen:
www.nature.com/naturecommunications,
DOI: 10.1038/ncomms10467OI: 10.1038
Kontaktdaten zum Absender der Pressemitteilung unter:
http://idw-online.de/de/institution9
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Quelle:
Informationsdienst Wissenschaft e. V. - idw - Pressemitteilung
Freie Universität Berlin, Carsten Wette, 19.02.2016
WWW: http://idw-online.de
E-Mail: service@idw-online.de
veröffentlicht im Schattenblick zum 23. Februar 2016
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