Ученые продвинулись в создании молекулярных устройств для хранения данных: им удалось разработать материал на основе марганца, который способен работать при более высокой температуре по сравнению с прежними железосодержащими аналогами. Над проектом работали специалисты из Университета имени Иоганна Гутенберга в Майнце, Университета Йешива, Йенского университета прикладных наук и Центра аспирантуры Общества Макса Планка. Результаты опубликованы в журнале Nature Chemistry.
До сих пор молекулярные накопители, использующие спины электронов ионов железа для кодирования информации («1» и «0»), могли функционировать лишь при крайне низких температурах — не выше 130 кельвинов (–143 °C). Это делало их применение сложным и энергозатратным из‑за необходимости постоянного охлаждения.
С помощью нашего нового материала на основе марганца нам удалось с первой попытки повысить рабочую температуру потенциальных накопителей до –132 °C. Это означает, что наш материал превосходит все ранее известные железосодержащие молекулярные материалы в этих областях применения и является прорывом в спинтронике.
Успех достигнут благодаря сочетанию марганца с лигандами на основе N‑гетероциклических карбенов: такая прочная связь стабилизирует низкоспиновое состояние и формирует высокий энергетический барьер между двумя спиновыми состояниями. Это позволяет надежно сохранять информацию даже при относительно повышенных температурах.
Процесс записи данных остается наглядным: при облучении ионов марганца светом происходит переключение спинового состояния, и материал меняет цвет — с тёмно‑красного в низкоспиновом состоянии на светло‑желтый в высокоспиновом. Специалисты отмечают, что материал сохраняет и цветовые, и магнитные характеристики в течение достаточно длительного времени — даже когда источник света отключен. Это свойство позволяет рассматривать предложенную концепцию как потенциальную основу для разработки цифровых систем хранения данных в будущем.
Хотя система все еще функционирует при температуре значительно ниже комнатной, учёные считают разработку существенным шагом вперед и полагают, что в перспективе удастся достичь ещё более высоких рабочих температур.
Ранее Наука Mail рассказывала, что российские физики переписывают правила хранения данных.
