Magneti su nanoscala per aumentare la memorizzazione dei dati
I ricercatori stanno studiando molecole appena scoperte che potrebbero offrire una maggiore capacità di memorizzazione dati in dispositivi più piccoli. È stato scoperto che i magneti a singola molecola (SMM) e i magneti a singola catena (SCM) mantengono la magnetizzazione in assenza di un campo magnetico sotto una temperatura di bloccaggio. Gli ioni di lantanidi in questi sistemi presentano un momento magnetico e un'anisotropia elevati che, grazie a un lento rilassamento, consentono di mantenere la magnetizzazione. Ma vi è ancora molto da scoprire su queste nuove strutture a base di 4f; i metalli ad alta densità con punti di fusione elevati, i lantanidi o gli elementi delle "terre rare" hanno una struttura elettronica simile in termini di elettroni 4f interni. Il progetto 4FNanomag (Theoretical basis for the design of Lanthanide-based molecular nanomagnets) ha cercato di colmare questa lacuna nelle conoscenze per supportare la progettazione di nanomagneti basati su 4f da usare nelle applicazioni tecnologiche. Il progetto finanziato dall'UE puntava a creare una metodologia per spiegare il comportamento magnetico e il rilassamento lento della magnetizzazione delle SMM a base di lantanidi. Questo approccio univa misurazioni sperimentali, calcoli elettronici di primo principio e modelli magnetici teorici. I dati sperimentali e i calcoli elettronici di primo principio hanno rivelato che un metodo di chimica quantica specifico può prevedere correttamente la direzione dei momenti magnetici di ioni di lantanidi e la struttura dei relativi livelli energetici. Altri esperimenti hanno consentito di iniziare a capire il meccanismo del rilassamento lento della magnetizzazione nelle SMM a base di lantanidi. I partner di progetto hanno inoltre scoperto che determinati sistemi sono indicati per le applicazioni di informatica quantica. Lo studio di diversi sistemi contenenti lantanidi ha consentito ai membri dell'equipe di comprendere meglio i livelli energetici relativi, gli ostacoli e il meccanismo di rilassamento lento.
