Ученые получили изображение спинов отдельных молекул
Изображение спина отдельной молекулы с помощью электронного спинового резонанса в сканирующем туннельном микроскопе впервые получили исследователи из Центра квантовой нанонауки IBS, 11 ноября сообщает журнал Nature Chemistry.
С помощью сканирующего туннельного микроскопа (STM) можно видеть точные атомные структуры, атом за атомом, на уровне, который невозможен с помощью других методов. Ученые присоединили к наконечнику STM электрическую микроволновую печь для возбуждения электронного спинового резонанса (ESR) в отдельных молекулах. Это позволило исследовать магнитные взаимодействия между двумя молекулами.
«Использование отдельных молекул в квантовых исследованиях атомного масштаба всегда представляет большой интерес и важность. Эта работа проливает свет на некоторые интригующие магнитные взаимодействия между нелокализованными спинами, что имеет решающее значение для разработки спинтронных устройств на основе молекул», — говорит первый автор статьи, доктор Сюэ Чжан.
Атомы Fe, Ti и молекулы FePc были нанесены совместно на поверхность тонкой пленки оксида магния, выращенной на серебряной подложке. Затем они были визуализированы и исследованы с помощью STM, оснащенного ESR. Эта работа расширила экспериментальную возможность ESR от изучения отдельных атомов до гораздо более широкого класса магнитных молекул. Это дает гораздо больше возможностей для выполнения квантового контроля над отдельными магнитными молекулами.
«Впечатляет видеть, что межмолекулярное взаимодействие может быть исследовано с энергетическим разрешением с точностью до наноэлектронвольта. Конечно, мы должны исследовать больше неизвестных с помощью этой фантастической техники ESR-STM», — говорит Ю Ван из QNS.
Напомним, электронный спиновый резонанс широко используется в биологии и химии для определения структуры неизвестных молекул и измерения динамических свойств спинов в этих молекулах.
ESR также является важным инструментом в развивающейся области исследований квантово-когерентной нанонауки, где квантовые свойства спинов используются для квантовых вычислений и квантовой информатики.
