Ny typ av magnet kan förbättra elektronik
Det går att skapa en helt ny typ av magneter, så kallade molekylära magneter, genom att manipulera och koppla om elektronens spinn på den naturliga biologiska molekylen porfyrin. Det skulle kunna göra datorer både snabbare och mer energisnåla.
- Våra fynd kan förhoppningsvis få betydelse för bland annat utvecklingen av framtidens supersnabba elektroniska komponenter med ständiga krav på minskande dimensioner till nanoområdet, säger professor Olle Eriksson vid Fysiska institutionen, Uppsala universitet.
Elektroners egenskap att vara elektriskt laddade är grunden för all elektronik. Enskilda elektroner har även en rotation, ett spinn, som ger upphov till magnetism och alltså gör dem till en sorts ytterst små magneter.
Under senare år har ett helt nytt fält inom fysiken, spintronik och molekylär elektronik, uppkommit för att försöka kombinera elektriska och magnetiska egenskaper hos elektronen.
- Magnetiska molekyler utgör en möjlighet att förena de viktigaste molekylära och magnetiska egenskaperna i en strävan efter ständigt mindre och snabbare elektroniska komponenter för till exempel datorer och mp3-spelare, säger Olle Eriksson.
En sådan kombination skulle dessutom kunna göra elektroniska kretsar mycket mindre, snabbare och mer energisnåla än vad som är möjligt med sedvanlig elektronik.
- De utgör egentligen den ultimata nano-tekniken eftersom den bygger på materiens minsta beståndsdelar, atomer och molekyler, säger Olle Eriksson.
För att åstadkomma detta måste dock spinnet kunna manipuleras och ställas in på ett så pålitligt och förutsägbart sätt att elektronernas magnetiska poler kan användas för att representera ettor och nollor i en binär kod eller för att elektrisk ström genom molekylen ska kunna manipuleras med ett externt fält i transistorer.
Det är detta som den svensk-tyska forskargruppen nu för första gången lyckats göra i experiment med porfyrin, en biologisk molekyl som i naturen spelar en nyckelroll i växternas fotosyntes och som är livsnödvändig för syretransporten i blodet.
Att förverkliga spintronikvisionen har betecknats som en av den internationella forskningsfrontens allra största utmaningar.
- En av de olösta frågorna har varit just hur spinntranssporten genom molekyler ska kunna ändras och styras. Vår upptäckt är ett viktigt steg framåt, men fortfarande har vi en lång väg att gå innan spintronikvisionen kan förverkligas, säger Olle Nilsson.
Från Uppsala universitet har även forskarna Peter Oppeneer, Pooja Panchmati och Biplab Sanyal deltagit i arbetet bakom den nya upptäckten.
Så jobbar vi med nyheter