Μια ομάδα επιστημόνων από το Πανεπιστήμιο της Βιρτζίνια ανακάλυψε ένα «μαγνητικό υπεράτομο» – ένα σταθερό σύμπλεγμα ατόμων που μπορούν να μιμούνται διάφορα στοιχεία του περιοδικού πίνακα – και που μια μέρα μπορεί να χρησιμοποιηθεί για τη δημιουργία μοριακών ηλεκτρονικών συσκευών για την επόμενη γενιά πολύ γρήγορων υπολογιστών με μεγαλύτερη μνήμη αποθήκευσης.
Το σύμπλεγμα αυτό των ατόμων αποτελείται από ένα άτομο βαναδίου και οκτώ άτομα καισίου ενώ συμπεριφέρεται σαν ένας μικροσκοπικός μαγνήτης που μπορεί να έχει μαγνητική ισχύ όμοια με ένα μόνο άτομο μαγγανίου, προνομιακά δε επιτρέπει σε ηλεκτρόνια με καθορισμένο προσανατολισμό του σπιν να ρέουν μέσα από το κέλυφος που περιβάλλει τα άτομα του καισίου.
Τα ευρήματα της ομάδας με επικεφαλής τον Shiv N. Khanna καθηγητή του τμήματος Φυσικής στο Πανεπιστήμιο της Βιρτζίνια εμφανίζονται στο περιοδικό Nature Chemistry.
Με την έρευνα τους διαπίστωσαν ότι όταν το σύμπλεγμα είχε οκτώ άτομα καισίου απέκτησε επιπλέον σταθερότητα που οφείλεται σε μια συμπληρωμένη ηλεκτρονιακή κατάσταση. Ξέρουμε πως ένα άτομο είναι σε μια σταθερή κατάσταση όταν ο εξωτερικός φλοιός είναι πλήρης. Κατά συνέπεια, όταν ένα άτομο ενώνεται με άλλα άτομα, τείνει να χάσει ή να κερδίσει ηλεκτρόνια σθένους για να αποκτήσει μια σταθερή κατάσταση.
Σύμφωνα με τον Khanna, το νέο σύμπλεγμα είχε μαγνητική ροπή πέντε μαγνητόνες Bohr
(μία μαγνητόνη Bohr ισούται με 
)
η οποία είναι διπλάσια της τιμής που έχει ένα άτομο σιδήρου σε ένα μαγνήτη στερεού σιδήρου. Η μαγνητική ροπή είναι ένα μέτρο του εσωτερικού μαγνητισμού του συμπλέγματος των ατόμων. Ένα άτομο μαγγανίου έχει, επίσης, μια παρόμοια μαγνητική ροπή και γι αυτό ο Khanna λέει ότι το νέο σύμπλεγμα θα μπορούσε να θεωρηθεί πως μιμείται το άτομο του μαγγανίου.
"Ένας συνδυασμός, όπως αυτός που έχουμε δημιουργήσει μπορεί να οδηγήσει σε σημαντικές εξελίξεις στον τομέα των "μοριακών ηλεκτρονικών”, ένα πεδίο όπου οι ερευνητές μελετούν τα ηλεκτρικά ρεύματα μέσω μικρών μορίων. Οι μοριακές συσκευές αναμένεται να βοηθήσουν την κατασκευή σταθερών συσκευών αποθήκευσης δεδομένων, πιο πυκνών ολοκληρωμένων συσκευών, πιο γρήγορη επεξεργασία δεδομένων και πολλά άλλα”, λέει ο επικεφαλής της έρευνας.
Τώρα, ο Khanna και η ομάδα του διενεργούν προκαταρκτικές μελέτες για να συνθέσουν μόρια που να αποτελούνται από δύο τέτοια συμπλέγματα σουπερατόμων. Έχουν δε γίνει μερικές ελπιδοφόρες παρατηρήσεις που μπορούν να έχουν εφαρμογές στην σπιντρονική. Η σπιντρονική είναι μια διαδικασία που χρησιμοποιεί το σπιν των ηλεκτρονίων για την κατασκευή νέων διατάξεων για την μνήμη και την επεξεργασία δεδομένων.
Οι ερευνητές πρότειναν επίσης ότι με το συνδυασμό χρυσού και μαγγανίου, κάποιος μπορεί να φτιάξει κι άλλα σουπεράτομα που να έχουν μαγνητική ροπή, αλλά δεν θα άγει τον ηλεκτρισμό. Αυτά τα συμπλέγματα μπορεί να έχουν πιθανή εφαρμογή σε βιοϊατρικές εφαρμογές, όπως αισθητήρες, απεικόνιση και χορήγηση φαρμάκων.
Πηγή: Virginia Commonwealth University
Σχετικά άρθρα
1. Νέο φαινόμενο της σπιντρονικής θα μπορούσε να οδηγήσει σε μαγνητικές μπαταρίες
3.Ένα σπιν που ελέγχεται από ηλεκτρικό πεδίο
Leave a Comment