Поиск - новости науки и техники

Ученые предложили новый способ сверхбыстрой обработки информации

03.03.20

Разработка поможет развитию устройств для сверхплотного хранения и сверхбыстрой обработки информации. Работа поддержана грантом Российского научного фонда. Результаты исследования представлены в журнале Chemistry — A European Journal.

Любую информацию можно зашифровать с помощью нулей и единиц, или битов. В современных магнитных носителях используются особые домены, способные кодировать ноль или единицу в зависимости от своей намагниченности.
                                              Иллюстрация основной идеи работы. 
Однако такие домены слишком большие: они состоят из миллионов атомов, поэтому носитель информации может быть либо большим и емким, либо маленьким и невместительным. Чтобы преодолеть ограничения, связанные с размерами, емкостью и долговечностью, исследователи активно изучают комплексы переходных металлов (элементов побочных групп таблицы Менделеева). Они состоят из иона металла и окружающих его органических молекул.
Принцип в основе использования соединений со спиновым переходом для хранения информации: два устойчивых состояния электронов в комплексе определяют нуль и единицу
В подобных соединениях могут одновременно присутствовать несколько неспаренных электронов, каждый из которых приводит к появлению магнитных свойств у конечного вещества. Наиболее интересны с точки зрения хранения информации комплексы металлов, которые способны изменять свои магнитные свойства под действием света, давления или температуры.
«Углубление и уточнение знаний мирового сообщества о принципах дизайна подобных соединений с заданными магнитными характеристиками является одним из необходимых шагов на пути их применения в качестве молекулярных сенсоров, переключателей и логических устройств»,
— рассказывает руководитель проекта по гранту РНФ, доктор химических наук, заведующая Центром исследования строения молекул Института элементоорганических соединений имени А. Н. Несмеянова РАН Юлия Нелюбина.
В своей работе ученые ИНЭОС РАН (Москва) с использованием оборудования коллег из Манчестерского университета (Англия) и Курчатовского института (Москва) исследовали комплексы железа, в которых органический компонент представлен производными 2,6-бис(пиразол-3-ил)пиридина (3-bpp). Органическое соединение 3-bpp представляет собой три связанных кольца, каждое из которых содержит в своем составе атом азота. Оно имеет свободные NH-группы, которые могут связываться с молекулами растворителя, что непредсказуемым образом влияет на магнитные свойства итогового комплекса железа.
Чтобы избавиться от этих NH-групп, исследователи предложили заменить их на бензольные кольца (шестичленные циклы с двойными углеродными связями) с различными боковыми «хвостами». Это позволяет управлять магнитными свойствами иона железа, используя в синтезе разные заместители. Ученые выяснили, что вопреки традиционным представлениям замена небольших атомов фтора на более объемные этильные группы CH3-СH2- в такой структуре приводит к значительному росту числа молекул со спаренными электронами при одной и той же температуре, а не наоборот.
«В результате исследования мы обнаружили новые перспективные молекулярные соединения с переключаемыми магнитными свойствами, которыми можно управлять направленной модификацией органического компонента. Кроме того, нами был предложен совершенно новый принцип их конструирования, противоречащий общепринятым представлениям в данной области науки»,
— заключает Юлия Нелюбина.
Пресс-служба Российского научного фонда.

Нет комментариев

Загрузка...
Новости СМИ2