Ученые применили проводящие органические молекулы в спинтронных устройствах

Молекулярные органические магнетики в качестве проводящего материала для сверхбыстрых устройств спинтроники предложили применить ученые из Института элементоорганических соединений (ИНЭОС) им. А. Н. Несмеянова, РАН, Московского физико-технического института и Университета Барселоны (Испания), 2 декабря сообщают на сайте «Год науки» Минобрнауки РФ.

Такими магнетиками ученые выбрали комплексы ионов железа и органических соединений. Молекулы магнетика переключаются между двумя магнитными состояниями, что может быть использовано для создания сверхбыстрых устройств спинтроники. Если классическая электроника использует движение электронов в качестве носителей энергии и информации, то в спинтронике (спиновой электронике) для этих целей используются спины — собственные магнитные моменты частиц. В настоящее время электроника подошла к пределу своих возможностей по наращиванию скорости обмена информацией, которая ограничивается возникающим при сильном ускорении перегревом полупроводника. «Изученные нами системы представляют интерес для внедрения так называемых молекулярных клеточных автоматов — устройств, потенциально позволяющих создать альтернативную полупроводникам технологию для обработки информации, характеризующуюся низким энергопотреблением и тепловыделением» — пояснил Валентин Новиков, доктор химических наук и заместитель директора по научной работе в ИНЭОС РАН. Новизна предложенного учеными материала в том, что в отличие от обычно применяемых в спинтронике неорганических материалов, органические молекулы обладают магнитными свойствами, которые можно менять, изменяя фрагменты молекулы. Просты и отработаны способы синтеза таких молекул, но в спинтронике к ним предъявляются требование возможности существования у них двух магнитных состояний: высоко- и низкоспинового. В первом случае материал магнитным полем притягивается, а во втором — почти с ним не взаимодействует. «Такой спиновый переход является типичным примером молекулярной бистабильности и может быть положен в основу устройств хранения информации в будущем. Решение указанной проблемы внесет важный вклад в одно из приоритетных направлений развития науки — создание новых типов функциональных материалов для техники и технологий, в первую очередь — для использования в качестве компонентов молекулярной электроники: наноразмерных сенсоров, переключателей и логических устройств», — отметил Новиков.