Vědci objevili, jak světlem přepínat spiny manganu a otevřít cestu k nové molekulární paměti

Vědci z Univerzity Johannese Gutenberga v Mohuči (JGU) vyvinuli novou metodu, jak využít molekuly jako miniaturní zařízení pro ukládání dat. K tomu slouží nový materiál na bázi manganu, který umožňuje přepínání spinových stavů v manganových iontech pomocí světla.

Vědci z Univerzity Johannese Gutenberga v Mohuči (JGU) vyvinuli novou metodu, jak využít molekuly jako miniaturní zařízení pro ukládání dat. K tomu slouží nový materiál na bázi manganu, který umožňuje přepínání spinových stavů v manganových iontech pomocí světla. Dosud bylo takové ukládání dat možné pouze s molekulárními materiály obsahujícími železo, které však vyžadovaly velmi nízké teploty – v rozmezí 100 až maximálně 130 Kelvinů (minus 173 až minus 143 °C), což výrazně ztěžovalo jejich praktické použití.

S novým materiálem na bázi manganu se podařilo zvýšit provozní teplotu pro potenciální paměťová zařízení na přibližně minus 132 °C již při prvním pokusu. Tento výsledek překonává všechny dosud známé molekulární materiály obsahující železo pro tyto aplikace a představuje průlom v oblasti spintroniky. Nízká teplota potřebná pro železné paměti totiž komplikovala jejich provoz a vyžadovala vysoké energetické nároky na chlazení.

Výzkum se zaměřuje na elektronové spiny, tedy magnetický moment elektronů, které se chovají jako tyčový magnet. Ty se dosud u jednotlivých železných iontů zarovnávaly buď paralelně, nebo antiparalelně, což odpovídalo „1“ nebo „0“. Tyto stavy se označují jako vysokospinové nebo nízkospinové. Nový přístup ukazuje, že mangan může fungovat stejně dobře jako železo, a dokonce lépe. Ačkoliv systém stále pracuje hluboko pod pokojovou teplotou, tento vývoj představuje významný krok vpřed a naznačuje, že v budoucnu by mohly být dosaženy ještě vyšší provozní teploty ve spintronice, což otevírá nové možnosti pro efektivnější ukládání dat.