ТАСС, 22 февраля. Физики научились выращивать магнитные структуры внутри углеродных нанотрубок. Благодаря этому их можно применять для создания новых типов спинтронных и квантовых вычислительных приборов. Результаты исследования опубликовал научный журнал Nanoscale, кратко об этом пишет пресс-служба МФТИ.
"Исследователи получили сложную структуру, состоящую из углеродных нанотрубок и магнитных полос шириной менее одного нанометра внутри. Продемонстрированный ими материал открывает возможности для разработки разнообразного класса защищенных низкоразмерных магнитных материалов для применения в органических спинтронных, магнонных и квантовых устройствах", - говорится в сообщении.
Первые углеродные нанотрубки были созданы экспериментальным путем и детально изучены в 1991 году. Как показали первые опыты, они обладают множеством полезных свойств. В частности, эти структуры хорошо проводят тепло и ток, отличаются высокой прочностью и механической устойчивостью. Впоследствии ученые обнаружили, что их можно применять для создания сверхчувствительных детекторов различных газов, гибких сенсорных панелей и других полезных устройств.
Физики под руководством Александра Чернова, руководителя лаборатории физики магнитных гетероструктур и спинтроники МФТИ, нашла новое применение для нанотрубок в ходе экспериментов с различными органическими и неорганическими материалами, обладающими интересными магнитными свойствами.
Наномагниты в нанотрубках
В частности, некоторые подобные вещества, относящиеся к классу металл-фталоцианинов, можно использовать в качестве основы для молекулярных квантовых битов и компонентов спиновой электроники, однако для этого необходимо особым образом упорядочить их молекулы, стабилизировать и защитить их от внешних воздействий.
Российские физики обнаружили, что все эти задачи можно решить, если проводить сборку подобных магнитных структур внутри однослойных углеродных нанотубок. Для этого достаточно поместить нанотрубки в раствор из исходных компонентов подобных молекулярных магнитов и нагреть их до температуры в 400-700 °С.
В результате этого внутри нанотрубки возникает упорядоченная магнитная структура, закрученная в спираль и обладающая толщиной меньше одного нанометра. Последующие опыты и замеры показали, что она обладает множеством интересных свойств, делающих подобные нанотрубки интересным исходным материалом для создания новых типов квантовых и спинтронных вычислительных устройств.
Особенный интерес у ученых вызвало то, что многие из этих свойств магнитные нанотрубки проявляли не только при сверхсильном охлаждении, но и при комнатных температурах. Это выгодно отличает их от других перспективных материалов для создания спинтроники, а также квантовых вычислительных приборов и сенсоров, требующих постоянного охлаждения, подытожили исследователи.