Forum für Wissenschaft, Industrie und Wirtschaft

Hauptsponsoren:     3M 
Datenbankrecherche:

 

Schaltbare Magneten im Nano-Format

13.06.2012
Kieler Forschungsgruppe schaltet Magnetismus von einzelnen Molekülen

Moleküle als Datenspeicher anstelle von elektronischen oder magnetischen Speicherzellen nutzen zu können, würde die Datenspeicherung revolutionieren. Molekulare Speicherzellen wären tausendfach kleiner als herkömmliche.


Computermodell der Doppelschicht von Spincrossover-Molekülen auf einer Goldoberfläche: Mit der STM-Spitze des Rastertunnelmikroskops lassen sich einzelne Moleküle schalten.
Bild & Copyright: Holger Naggert & Thiruvancheril Gopakumar

Wissenschaftlerinnen und Wissenschaftler der Christian-Albrechts-Universität zu Kiel (CAU) sind nun der molekularen Speicherzelle einen großen Schritt näher gekommen.

Es gelang ihnen, den Magnetismus von einzelnen, so genannten Spincrossover-Molekülen, mithilfe von Elektronenübertragung gezielt ein- und auszuschalten. Die interdisziplinäre Studie aus dem von der Deutschen Forschungsgemeinschaft (DFG) geförderten Sonderforschungsbereich 677 „Funktion durch Schalten“ belegt, dass das Speichern von Informationen auf den Molekülen technisch machbar ist. Die Arbeit wird am 25. Juni in der Fachzeitschrift Angewandte Chemie veröffentlicht.

„Wir wussten, dass es prinzipiell möglich ist, Information in einem einzelnen Molekül zu speichern, doch Techniken, mit denen sich dies realisieren lässt, werden erst seit kurzem nach und nach verfügbar“, erläutert Projektleiter Professor Richard Berndt vom Institut für Experimentelle und Angewandte Physik der CAU die Motivation zu der Untersuchung. Seit den 1980er Jahren, so Berndt, werden einzelne Moleküle an Oberflächen mit Rastertunnelmikroskopen abgebildet. In der aktuellen Forschung ginge es darum, gezielt bestimmte Moleküleigenschaften zu verändern und damit langfristig technische Anwendungen zu ermöglichen. Auch der Sonderforschungsbereich 677 „Funktion durch Schalten“ an der Kieler Universität befasst sich mit solchen Untersuchungen, um letztlich molekulare Maschinen herstellen zu können.

In der vorliegenden Studie ging es um den Magnetismus eines Moleküls. Mit einem Rastertunnelmikroskop gelang es Berndts Mitarbeiter Dr. Thiruvancheril Gopakumar, die magnetischen Eigenschaften einzelner Moleküle zwischen zwei Zuständen zu schalten. Obwohl die Moleküle dabei in dicht gepackten Schichten lagen, konnte er einzelne Moleküle auswählen und diese gezielt schalten. Die gezielte Kontrolle über einzelne Moleküle macht das Speichern von Informationen möglich. „Weltweit versuchen viele Arbeitsgruppen die magnetischen Eigenschaften von Molekülen zu beherrschen. Gopakumar bringt mit diesen Messungen das Feld einen wichtigen Schritt voran“, freut sich Berndt.

Die Moleküle (Spincrossover-Komplexe) wurden am Institut für Anorganische Chemie der CAU hergestellt. „Auch wenn die Suche nach geeigneten Molekülen sehr langwierig war, sind wir mit diesem Ergebnis sehr zufrieden“, betont Professor Felix Tuczek, Leiter der Arbeitsgruppe Anorganische Molekülchemie. Als nächstes, sagt er, wolle man die Moleküle derart verändern, dass sie sich auch mit Licht und bei höheren Temperaturen schalten ließen.

Originalpublikation:
Gopakumar, TG, Matino, F, Naggert, H, Bannwarth, A, Tuczek, F, Berndt R (2012): Elektroneninduzierter Spin-Crossover von Einzelmolekülen in einer Doppellage auf Gold, doi: 10.1002/ange.201201203, http://onlinelibrary.wiley.com/doi/10.1002/ange.201201203/pdf

Weitere Informationen zum Sonderforschungsbereich 677:
http://www.sfb677.uni-kiel.de

Kontakt:
Prof. Dr. Richard Berndt
Institut für Experimentelle und Angewandte Physik
Tel.: +49 (431) 880-3946
e-mail: berndt@physik.uni-kiel.de

Dr. Boris Pawlowski | idw
Weitere Informationen:
http://www.uni-kiel.de

Weitere Nachrichten aus der Kategorie Physik Astronomie:

nachricht Quanten-Boten kommunizieren doppelt so schnell
22.02.2018 | Österreichische Akademie der Wissenschaften

nachricht Highlight der Halbleiter-Forschung
20.02.2018 | Technische Universität Chemnitz

Alle Nachrichten aus der Kategorie: Physik Astronomie >>>

Die aktuellsten Pressemeldungen zum Suchbegriff Innovation >>>

Die letzten 5 Focus-News des innovations-reports im Überblick:

Im Focus: Verlässliche Quantencomputer entwickeln

Internationalem Forschungsteam gelingt wichtiger Schritt auf dem Weg zur Lösung von Zertifizierungsproblemen

Quantencomputer sollen künftig algorithmische Probleme lösen, die selbst die größten klassischen Superrechner überfordern. Doch wie lässt sich prüfen, dass der...

Im Focus: Developing reliable quantum computers

International research team makes important step on the path to solving certification problems

Quantum computers may one day solve algorithmic problems which even the biggest supercomputers today can’t manage. But how do you test a quantum computer to...

Im Focus: Innovation im Leichtbaubereich: Belastbares Sandwich aus Aramid und Carbon

Die Entwicklung von Leichtbaustrukturen ist eines der zentralen Zukunftsthemen unserer Gesellschaft. Besonders in der Luftfahrtindustrie und in anderen Transportbereichen sind Leichtbaustrukturen gefragt. Sie ermöglichen Energieeinsparungen und reduzieren den Ressourcenverbrauch bei Treibstoffen und Material. Zum Einsatz kommen dabei Verbundmaterialien in der so genannten Sandwich-Bauweise. Diese bestehen aus zwei dünnen, steifen und hochfesten Deckschichten mit einer dazwischen liegenden dicken, vergleichsweise leichten und weichen Mittelschicht, dem Sandwich-Kern.

Aramidpapier ist ein etabliertes Material für solche Sandwichkerne. Sein mechanisches Strukturversagen ist jedoch noch unzureichend erforscht: Bislang fehlten...

Im Focus: Die Brücke, die sich dehnen kann

Brücken verformen sich, daher baut man normalerweise Dehnfugen ein. An der TU Wien wurde eine Technik entwickelt, die ohne Fugen auskommt und dadurch viel Geld und Aufwand spart.

Wer im Auto mit flottem Tempo über eine Brücke fährt, spürt es sofort: Meist rumpelt man am Anfang und am Ende der Brücke über eine Dehnfuge, die dort...

Im Focus: Eine Frage der Dynamik

Die meisten Ionenkanäle lassen nur eine ganz bestimmte Sorte von Ionen passieren, zum Beispiel Natrium- oder Kaliumionen. Daneben gibt es jedoch eine Reihe von Kanälen, die für beide Ionensorten durchlässig sind. Wie den Eiweißmolekülen das gelingt, hat jetzt ein Team um die Wissenschaftlerin Han Sun (FMP) und die Arbeitsgruppe von Adam Lange (FMP) herausgefunden. Solche nicht-selektiven Kanäle besäßen anders als die selektiven eine dynamische Struktur ihres Selektivitätsfilters, berichten die FMP-Forscher im Fachblatt Nature Communications. Dieser Filter könne zwei unterschiedliche Formen ausbilden, die jeweils nur eine der beiden Ionensorten passieren lassen.

Ionenkanäle sind für den Organismus von herausragender Bedeutung. Wenn zum Beispiel Sinnesreize wahrgenommen, ans Gehirn weitergeleitet und dort verarbeitet...

Alle Focus-News des Innovations-reports >>>

Anzeige

Anzeige

VideoLinks
Industrie & Wirtschaft
Veranstaltungen

DFG unterstützt Kongresse und Tagungen - April 2018

21.02.2018 | Veranstaltungen

Tag der Seltenen Erkrankungen – Deutsche Leberstiftung informiert über seltene Lebererkrankungen

21.02.2018 | Veranstaltungen

Digitalisierung auf dem Prüfstand: Hochkarätige Konferenz zu Empowerment in der agilen Arbeitswelt

20.02.2018 | Veranstaltungen

VideoLinks
Wissenschaft & Forschung
Weitere VideoLinks im Überblick >>>
 
Aktuelle Beiträge

Von Hefe für Demenzerkrankungen lernen

22.02.2018 | Biowissenschaften Chemie

Sektorenkopplung: Die Energiesysteme wachsen zusammen

22.02.2018 | Seminare Workshops

Die Entschlüsselung der Struktur des Huntingtin Proteins

22.02.2018 | Biowissenschaften Chemie

Weitere B2B-VideoLinks
IHR
JOB & KARRIERE
SERVICE
im innovations-report
in Kooperation mit academics