Молекула магнит е много готино

Изследователи са успешно в молекулярната магнити са охладени под 1K, първият е бил с nanomagnet изпълнение. Тази констатация е много важно, защото показва експеримента, така ниска температура могат да бъдат реализирани, възможността за нова система за охлаждане на отворен. Квантовата поведение работата също разкрива nanomagnet.

Някои молекулни системи проявяват необичайни и екзотични магнитни поведение, движени от квантовата механика, която може един ден да бъдат впрегнати за приложения като квантовата компютри. Един феномен на интерес е на magnetocaloric ефект (MCE), при което когато външно магнитно поле се отстранява от магнитен материал, има намаление на температурата.

Eric McInnes от Университета на Манчестър в Обединеното кралство и колегите подготвени молекулярна клъстер, съдържащи седем Гадолиний центрове, с шест формиране на шестоъгълник и едно заседание в центъра. "Всеки Гадолиний йон е магнитен и в тази структура се очаква слабо ядрено взаимодействие на тези магнитни йони да произвеждат големи MCE" McInnes казва.

Когато екипът извършва MCE експерименти с мостри на кристали, температурата падна до около 0.2K, първи път молекулярна nanomagnet постигна под-Келвин охлаждане. Изследователите отбележи, че както на магнитното поле е било отнето, спадане на температурата не е линейна, а е "неравен", която осигурява вникване в Квантово състояние на системата.

Всеки Гадолиний център седи в ъгъла на един триъгълник; електроните в тези позиции искате да сдвоите им въртене с техните съседи в други ъглите на триъгълника; но тъй като има три от тях, един на всеки ъгъл, те не всички подравняване едновременно. Това се нарича "въртене Фрустрация".

"Като demagnetisation на приходите, въртене фрустрация води до метастабилна въртене щат в определен диапазон магнитно поле, което води до временно покачване на температурата, преди системата да продължи да се охлади върху намаляване на магнитното поле," McInnes казва. "Тръгнахме да използва физиката на въртене за да се постигне охлаждане в тази магнитна молекула, и сме успели в това. Но в действителност охлаждане поведението на системата разкри нови прозрения в физиката на въртене, и ние открихме повече за квантовата магнитни свойства на тази система, отколкото ние знаехме преди да започнем. "

Коментар на работата, Юън Brechin, от Единбургския университет във Великобритания, казва: източник за "това показва, че някои видове на полиметални молекули са реалистични кандидати за работа в Карно цикъл [термодинамични процес, използван за създаване на продължителна хладилни], и че те предлагат повече свобода за проектиране на цикли по специфични нужди.": rsc.org