Синтезирован новый молекулярный магнит на основе кобальта
Российские ученые синтезировали новый молекулярный магнит (молекулу с управляемыми магнитными свойствами) на основе кобальта. Их способ прост, дешев и эффективен, за счет чего разработка превосходит зарубежные аналоги. Это открывает новые возможности для создания устройств хранения и записи информации. Работа опубликована в журнале ChemistrySelect. Исследование поддержано Российским научным фондом.
Сегодня целью многих научных коллективов является поиск новых материалов, с помощью которых станет возможно изготавливать принципиально новые устройства записи и хранения информации. Для этого нужно синтезировать вещества, свойства которых обратимо изменяются под воздействием внешних физических факторов. Это могут быть молекулярные магниты — металлоорганические молекулы, обладающие магнитными свойствами. Они состоят из металлического ядра и присоединившихся к ним органических частиц (лигандов). Наложение внешнего магнитного поля меняет спиновое состояние молекулы — собственный момент импульса. При заданной температуре оно сохраняется долгое время. Молекулярные магниты могут стать основой принципиально новых устройств, например чипов хранения памяти в квантовых компьютерах или наноразмерных датчиков.
Многие научные группы пытаются синтезировать молекулярные магниты на основе кобальта. Однако они часто разрушаются под действием воды и воздуха. Ученые из Института общей и неорганической химии имени Н. С. Курнакова РАН (Москва) также занимаются этим вопросом. Они предложили в качестве молекулярного магнита соединение кобальта и лантана с необычным для подобных металлов окружением. Для его получения авторы использовали два заранее синтезированных вещества, которые содержали кобальт и лантан в "опушке" из атомов азота и кислорода. Отличались они тем, что в одном присутствовал пиридин (C5H5N), а в другом — ацетонитрил (C2H3N). Оба этих вещества ученые соединили с трифенилфосфином (Ph3P). В первом случае исследователям не удалось получить нужное соединение, но во втором трифенилфосфин занял место ацетонитрила, в результате чего образовался необходимый гетерометаллический комплекс. Затем авторы установили строение нового вещества с помощью рентгеноструктурного анализа (метода, основанного на отклонении рентгеновских лучей при взаимодействии с поверхностью образца), а также изучили магнитное поведение соединения.
"В новом веществе, которое нам удалось получить, кобальт находится в окружении атомов фосфора и кислорода. Это первый пример гетерометаллического карбоксилатного комплекса, содержащего фосфиновый лиганд. К тому же новая молекула синтезируется из простых коммерчески доступных составляющих — высокая доступность, простой метод синтеза и стабильность на воздухе являются особенностями, выгодно отличающими нашу разработку от зарубежных аналогов", — прокомментировал Дмитрий Ямбулатов, кандидат химических наук, научный сотрудник лаборатории химии координационных полиядерных соединений Института общей и неорганической химии имени Н. С. Курнакова РАН.