Hlavní obsah

Čeští fyzici vyrobili speciální magnetický nanografen ve tvaru motýla

Praha

Českým fyzikům se povedlo vyrobit unikátní molekulu magnetického nanografenu. Grafen je supertenká forma uhlíku podobná strukturou grafitu, která ale běžně nemá magnetické vlastnosti. Nanočástice má po přiblížení mikroskopem tvar podobný motýlím křídlům. Na každém vrcholu „křídla“ jsou nepárové elektrony, které si předávají informace. Tato vlastnost předurčuje budoucí využití nanografenu v kvantových technologiích a při uchovávání dat.

Foto: FZÚ AV ČR

Znázornění magnetické interakce mezi čtyřmi nepárovými elektrony nanografenového „motýlku“ v jeho rozích a funkcionalizovaného hrotu rastrovacího mikroskopu molekulou nickelocenu, která umožnila prokázat magnetismus.

Článek

O nanografenu napsali vědci v článku časopisu Nature Chemistry, který byl publikován v pondělí. V tiskové zprávě to uvedly Fyzikální ústav a Ústav fyzikální chemie J. Heyrovského Akademie věd ČR (AV ČR).

Běžně má uhlíkový nanografen, stejně jako grafen, šesterečnou strukturu připomínající včelí plástev. Atomy jsou v něm vázány tak, že elektrony jsou přesně a správně sdíleny, což způsobuje, že nemá žádné magnetické vlastnosti.

V přírodě se grafen podle vědců sám v podstatě nenachází, neboť je součástí grafitu. Samostatné molekuly grafenu je proto potřeba uměle vytvořit v laboratoři.

Mezinárodní experiment potvrdil teorii českých vědců o třetí větvi magnetismu

Věda a školy

„Syntetici v Singapuru vymysleli cestu, jak vyrobit polotovar nanografenové molekuly ve stabilní formě, díky čemuž ji bylo možné poslat našim experimentálním kolegům. Ti vzali zaslaný vzorek a přenesli ho do přesně definovaného prostředí skenovacího mikroskopu, kde je ultravysoké vakuum, které simuluje prostředí ve vesmíru. Molekulu nanesli na povrch zlata, zahřáli ji na určitou teplotu a skrze chemickou reakci vznikla molekula s tvarem motýlích křídel,“ popsal Adam Matěj z Fyzikálního ústavu AV ČR a Českého institutu výzkumu a pokročilých technologií – CATRIN Univerzity Palackého v Olomouci.

Využití v kvantových technologiích či úložištích

Vědci poté mohli zkoumat vlastnosti nově vzniklé molekuly. „Museli jsme následně potvrdit, jaké má tato molekula vlastnosti a proč je má. Tato molekula magnetického nanografenu má čtyři nepárové elektrony, což je neobvyklé. Kombinuje totiž zároveň dva koncepty vzniku magnetismu,“ uvedl Matěj.

„Nepárové elektrony na každém křídle molekuly komunikují spolu určitou cestou a to je pro nás důležité. Ta interakce musí být o určité síle, aby magnetický nanografen mohl být využit například v kvantových technologiích nebo úložištích,“ dodal.

Na experimentálním a teoretickém ověření vlastností nanografenu se podíleli vědci z Národní singapurské univerzity, výzkumného ústavu CATRIN Univerzity Palackého v Olomouci, čínské Nankingské univerzity a dvou ústavů AV ČR: Fyzikálního ústavu a Ústavu fyzikální chemie J. Heyrovského.

ČVUT se připojilo ke kvantové počítačové síti společnosti IBM. Jako první instituce v Česku

Věda a školy

Kvantový počítač v Ostravě vyjde na 165 milionů korun

Hardware

Související články

Výběr článků

Načítám