Chloé Leroy Dans le domaine du magnétisme moléculaire. spintronique moléculaire, refroidissement magnétique, nanomédecine, stockage d’informations à haute densité, and so on. – nécessite ces molécules magnétiques qui sont placées sur la surface pour préserver leur framework, leur fonctionnalité et leurs propriétés. Désormais, un posting publié dans la revue Coordination Chemistry Critiques analyse les connaissances les as well as récentes sur les processus de dépôt et d’organisation des molécules magnétiques sur les surfaces (nanostructuration), un processus déterminant pour l’évolution des technologies qui impliquent une miniaturisation des moteurs et un fonctionnement plus efficace. fonctionnant dans des proportions nanométriques.
L’étude – signée par les chercheurs Carolina Sañudo, Guillem Gabarró-Riera et Guillem Aromí, du Groupe de magnétisme et de molécules fonctionnelles de la Faculté de chimie et de l’Institut de nanosciences et de nanotechnologie de l’Université de Barcelone (IN2UB) – décrit le scénario worldwide de l’avancée de la recherche dans ce domaine, et il suggest de nouvelles voies pour faire avancer l’organisation en deux dimensions (2D) des molécules magnétiques.
L’article comprend des recommandations pour sélectionner la meilleure méthode de dépôt pour chaque molécule, une revue des surfaces utilisées dans ces procédés, ainsi que des lignes directrices pour une caractérisation efficace et des views futures basées sur des matériaux bidimensionnels. De additionally, les auteurs fournissent une nouvelle point of view critique sur la manière, dans un futur proche.
Nanosciences moléculaires et matériaux magnétiques
Dans le processus de sélection de la méthode de dépôt supérieure sur les surfaces pour chaque molécule magnétique, nous devons considérer chaque molécule et sa framework, ainsi que la surface et la composition dont elle dispose. “Le choix de la meilleure méthode dépend du système. observe la conférencière Carolina Sañudo, du Département de chimie inorganique et organique de l’UB.
poursuit-elle. “Par exemple, si nous voulons étudier la spintronique, nous aurons besoin d’une area conductrice. Une fois la surface area et sa nature déterminées, il est indispensable de déterminer l’anisotropie de forme de la molécule en regardant sa construction cristalline, ses propriétés. peut-il se sublimer ? peut-il se dissoudre ? dans quels solvants ? — et points d’ancrage potentiels — a-t-il des groupes fonctionnels qui permettent la chimisorption, et si ce n’est pas le cas, quelles sont les alternatives de physisorption ? Sinon, quelles sont les physisorptions Une fois que nous avons tous ces détails, nous pouvons concevoir un protocole de dépôt. Par exemple, si notre molécule a un groupe de soufre disponible, nous pouvons l’ancrer par chimisorption sur une surface area d’or (Au). Si la molécule peut subir une sublimation. conclut-elle.
La synthèse de nouvelles molécules avec de meilleures propriétés est un processus imparable, “mais la stabilité ne va pas toujours de pair avec les propriétés magnétiques. À l’heure actuelle, la molécule avec la température de blocage T la additionally élevée – en dessous de laquelle la molécule se comporte comme un aimant – est extrêmement instable. En particulier, il s’agit d’un composé organométallique, ce qui rend très difficile (voire difficult) sa pose en surface area ou son utilisation dans un dispositif technologique.
Pour améliorer la conception des molécules magnétiques et obtenir des processus de dépôt de floor plus efficaces, la stabilité des nouveaux aimants monomoléculaires organométalliques (SMM) doit être améliorée si l’on veut les utiliser efficacement. D’autre aspect, les molécules magnétiques qui ne sont pas de si bons SMM ou qui sont des bits quantiques (qubits), ou des molécules qui ont des transitions électroniques autorisées par le spin, ont des caractéristiques qui les rendent très difficiles à utiliser – en raison du manque ou de la faible anisotropie dans leur forme ou de multiples fonctions d’ancrage permettant des dépôts divers de la molécule sur la area.
« Pour éviter cela, il faut faire avancer l’organisation des molécules D2. Par exemple, en formant des matériaux organométalliques bidimensionnels (MOF) dont le nodule est la molécule, et en déposant les nanocouches déjà implicitement ordonnées sur une surface area. Un MOF 2D, où chaque nodule est un qubit, nous permettrait d’obtenir un tableau de qubits ordonnés sur une surface area. C’est un défi très important et certains groupes comme le nôtre y travaillent », explique le chercheur.
La réduction de la consommation d’énergie des dispositifs technologiques est un autre objectif de la technologie de dépôt en surface. ou si nous utilisons des qubits dans une matrice 2D parfaitement ordonnée, ou un système avec une changeover électronique activée par rotation – activé molécules sur une floor par la spintronique moléculaire. De plus.
Dans ce domaine. “et cela a été une avancée majeure”, explique le chercheur. Des systems telles que la microscopie à effet tunnel (STM) et la microscopie à force atomique (AFM) à pointes fonctionnalisées sont les procedures qui ont permis d’identifier la situation des molécules sur la area. En particulier.
« La découverte qu’une couche d’oxyde de magnésium (MgO) de quelques nanomètres est nécessaire pour découpler la molécule de la surface afin de maintenir les propriétés moléculaires une fois la molécule déposée est une avancée majeure. Il convient également de mentionner le revêtement de grandes surfaces. par des monocouches de molécules à haut pourcentage d’ordre, car or truck l’arrangement de la molécule sur la floor de différentes manières peut produire des interactions différentes et, par conséquent, empêcher toutes les molécules de conserver leurs propriétés.Ces deux points sont cruciaux pour le développement futur de dispositifs basés sur l’utilisation de molécules déposées sur des surfaces », explique Carolina Sañudo.
Molécules magnétiques : les défis du futur
Pour l’instant, obtenir des SMM à des températures élevées ou synthétiser des qubits avec des temps de leisure (T1) et des temps de cohérence (T2) moreover longs qui facilitent l’utilisation dans des dispositifs moreover grands, est un défi pour les chimistes. Pouvoir obtenir de grandes surfaces recouvertes de monocouches de molécules égales et ordonnées représentera également un progrès très pertinent, et ce défi inclut la caractérisation. Pour cette raison. HAXPES et XMCD – sera essentielle.
“Afin d’atteindre cet ordre des molécules à la surface, le groupe de magnétisme et de molécules fonctionnelles de l’UB envisage d’utiliser des MOF 2D, c’est-à-dire des polymères de coordination qui s’étendent en deux dimensions et sont constitués de couches extrêmement fines empilées par les forces de Van der Waals. Notre équipe souhaite également relever d’autres défis, comme mesurer les temps de relaxation T1 et T2 pour un qubit déposé sur une surface area et confirmer qu’ils maintiennent (ou améliorent) les valeurs mesurées », conclut le chercheur.
