Nanomagnete erhöhen die Dichte der Informationsspeicherung
Die Forscher untersuchen neu entdeckte Moleküle, welche über das Potenzial verfügen, eine erhöhte Speicherkapazität bei einer kleineren Baugröße der Datenspeicher zu ermöglichen. Es wurde herausgefunden, dass Einzelmolekülmagnete und Einzelkettenmagnete ihre Magnetisierung in Abwesenheit eines magnetischen Feldes unterhalb der Blocking-Temperatur beibehalten. Lanthanoidionen in diesen Systemen stellen ein hohes magnetisches Moment und eine Anisotropie dar, die dank der langsamen Relaxation dabei helfen, die Magnetisierung zu erhalten. Über diese neuen 4f-basierte Strukturen muss jedoch noch viel in Erfahrung gebracht werden. Metalle mit hoher Dichte und hohem Schmelzpunkt, Lanthanide oder Elemente der "seltenen Erden" weisen bezüglich der inneren 4f-Elektronen ähnliche elektrische Strukturen auf. Das 4FNANOMAG-Projekt ("Theoretical Basis for the Design of Lanthanide-Based Molecular Nanomagnets") sollte diese Wissenslücke überbrücken und die Entwicklung von 4f-basierten Nanomagneten für die Verwendung in technischen Anwendungen unterstützen. Das EU-finanzierte Projekt war darauf ausgelegt, eine Methode zu etablieren, welche das magnetische Verhalten und die langsame Relaxation der Magnetisierung von lanthanidbasierten Einzelmolekülmagneten zu erläutert. Dieser Ansatz kombinierte experimentelle Messungen, erste Berechnungen des Elektronenverhaltens und theoretische magnetische Modelle. Experimentelle Daten und erste Berechnungen des Elektronenverhaltens ergaben, dass eine spezielle Methode der Quantenchemie die Richtung der magnetischen Momente von Lanthanoidionen sowie die Struktur ihrer Energieniveaus korrekt vorhersagen kann. Andere Experimente waren erfolgreich bei der Verwirklichung eines ersten Schrittes in Richtung des Verständnisses des Mechanismus der langsamen Relaxation der Magnetisierung in lanthanidbasierten Einzelmolekülmagneten. Die Projektpartner fanden auch heraus, dass gewisse Systeme für Anwendungen im Bereich der Quanteninformatik prädestiniert sind. Die Untersuchung verschiedener Systeme, die Lanthanoiden enthalten, versetzten die Teammitglieder in die Lage, das Verständnis von relevanten Energieniveaus, Barrieren und die Mechanismen der langsamen Relaxation zu verstehen.
