Letter

化学:配向性単分子磁性体の単分子層における磁化の量子トンネリング

Nature 468, 7322 doi: 10.1038/nature09478

最近、表面に蒸着された個々の原子やナノ接合に組み込まれた小さな常磁性分子のスピンを外部から制御できることが実証され、原子スケールや分子スケールのスピントロニクスデバイスの実現に向けて重要な前進となった。関心を集めている次のステップは、単分子磁性体(SMM)の磁気双安定性とさまざまな量子的振る舞いを利用することで、情報記憶の分野にそのような性能を拡張することである。最近、SMMが金属表面に化学的に固定されると磁気メモリー効果が保持されるという概念実証が行われた。しかし、SMMを分子スピントロニクスデバイスに組み込むには、これらの錯体系のナノスケール組織化の制御が必要である。今回我々は、金表面のFe4錯体の優先配向が、化学的調製によって実現されることを示す。結果として、SMMの最も顕著な量子的特徴である磁化の共鳴量子トンネリングに起因する階段状のヒステリシスループを、シンクロトロン分光法で明確に検出できた。複数の理論的方法を用いて、量子トンネリング共鳴の角度依存性と吸着構造が関連付けられ、分子の容易軸が主として表面法線に近くなることが実証された。今回の結果は、表面に化学的に接合されたSMMで量子スピンダイナミクスが観測できることを立証しており、ナノスケールでの物質の組織化を明らかにする手段を提供している。

目次へ戻る

プライバシーマーク制度