Сотрудники Института физической химии и электрохимии им. А.Н. Фрумкина РАН совместно с коллегами из других ведущих научных учреждений страны открыли новый класс фотохромных металлорганических соединений на основе бис-фталоцианинатов европия и самария. Уникальность открытия в том, что под воздействием света в этих молекулах происходит не структурная перестройка, как у большинства известных фотохромных соединений, а внутримолекулярный перенос электрона. Этот процесс, называемый редокс-изомеризацией, приводит к обратимым изменениям оптических свойств, магнитной восприимчивости и электропроводности материала.
Молекулы данных соединений имеют структуру, где атом редкоземельного металла расположен между двумя органическими лигандами. Изначально ученые обнаружили редокс-изомеризацию в монослоях на поверхности воды, где разница в окружении лигандов запускала перенос электрона. Однако главной задачей стало воспроизведение этого эффекта в твердотельных пленках, пригодных для практического применения. Исследователям удалось решить эту проблему, используя метод Ленгмюра-Блоджетт для переноса монослоя на твердую подложку с сохранением нужного редокс-состояния.
Оказалось, что облучение такой пленки ультрафиолетом вызывает переход электрона на лиганд и изменение степени окисления металла, а последующее воздействие красным светом быстро возвращает систему в исходное состояние. При этом после множества циклов переключения структура пленки не разрушается, что демонстрирует ее высокую стабильность и устойчивость к фотодеградации.
Способность управлять целым набором физико-химических свойств с помощью света выводит бис-фталоцианинаты лантанидов в число самых перспективных кандидатов для молекулярной электроники. Как отметил Андрей Аракчеев, изученные соединения можно рассматривать в качестве потенциальных элементов для накопителей информации или молекулярных переключателей в логических узлах.
Ранее Наука Mail рассказывала, что физики научились управлять электричеством на наноуровне.
