Projektbeschreibung
Ein beispielloser Versuchsaufbau bietet neue Einblicke in spin-elektrische Effekte
Die Kontrolle magnetischer Eigenschaften ist entscheidend für Speichergeräte zum Schreiben, Lesen und Zugreifen auf Daten. Im Gegensatz zu Grundmaterialien bieten Moleküle Möglichkeiten für mehr Dichte, Geschwindigkeit und Leistung. Der Elektronen-Spin von Atomen erzeugt ein kleines Magnetfeld, das durch starke, lokal anwendbare und schnell schaltbare Spannungsfelder kontrolliert werden kann. Die Verbesserung dieser Kontrolle wird kleinere, leistungsstärkere Geräte mit weniger Energieverbrauch und zahlreichen Anwendungen begünstigen. Das EU-finanzierte Projekt ELECTRA wird ein bahnbrechendes Versuchsverfahren entwickeln, um die spin-elektrischen Effekte auf Monokristalle und Dünnschichten zu erforschen. Durch die Kombination theoretischer und experimenteller Ansätze wird das Projekt neue Einblicke in spin-elektrische Effekte für ein rationales Moleküldesign ausnutzen.
Ziel
ELECTRA aims at understanding and controlling the interaction between magnetic molecules and electric fields, called Spin-Electric (SE) effect. Molecules have several characteristics that make them appealing for information technology (small size, monodispersity, chemical tunability, quantum behaviour). Nowadays, electric fields are the most environmentally friendly and precise way to target a single molecule. Therefore, understanding how to tailor and control the SE effects will trigger the design of less energy-demanding, more efficient, and smaller devices. However, the SE effects on molecules are still poorly explored and rationalized, largely due to the absence of a generally applicable experimental technique. Therefore, this project proposes the realisation of a novel experimental technique to detect SE effects on any magnetically anisotropic material, with no a priori restrictions. The versatility of the technique will allow the study of both single crystals and thin films, which is vital in the perspective of using these systems in nanostructures. A rational synthetic plan will exploit the versatility of chemistry to unravel the role and importance of three chemically tunable properties (spin-orbit coupling, nature of the donor atoms, and structural rigidity) on the onset of the SE effects in coordination complexes. Moreover, the effect of temperature and magnetic field on the SE effects will be assessed using super-sensitive molecular probes. The rationalization of the effect will be obtained by combining ab initio calculations and phenomenological models. The positive completion of ELECTRA will deliver an unprecedented understanding of the SE effects in molecules and chemical guidelines for synthesizing highly performant molecular architectures with SE effects on-demand to be used in the field of information technology.
Wissenschaftliches Gebiet
Schlüsselbegriffe
Programm/Programme
- HORIZON.1.1 - European Research Council (ERC) Main Programme
Thema/Themen
Finanzierungsplan
HORIZON-ERC - HORIZON ERC GrantsGastgebende Einrichtung
50121 Florence
Italien