Международный коллектив ученых, в который входят специалисты из МГУ и Института проблем химической физики РАН, сделали обзор работ российских ученых в области исследования и разработки магнитных молекул, с помощью которых можно создавать более емкие носители информации. Результаты исследования были опубликованы в журнале Pure and Applied Chemistry.

Недавно ученые обнаружили, что одна молекула может себя вести как магнит: она проявляет магнитные свойства, может намагничиваться и сохранять это свойство долгое время. Эти магниты называют мономолекулярными, они могут использоваться для создания магнитных систем для записи и хранения информации, в основном звуков (к таким системам относится магнитофон).

Сейчас при разработке магнитной системы один бит информации определяется доменом — частью кристаллической решетки, состоящей из множества молекул. Эти молекулы взаимодействуют друг с другом и таким образом определяют магнетизм системы и, следовательно, плотность записи информации. То есть в современных системах магнитной записи один бит информации зависит от множества кооперирующихся между собой молекул. Одна магнитная молекула же выступает как отдельный домен, тем самым уплотняя запись информации в разы.

«Наша работа посвящена обзору направлений, по которым сейчас ведутся исследования. Он определяет наше место в этой международной гонке создания новых мономолекулярных магнитов. Работы российских ученых публикуются в журналах первой категории. Дальше наш уровень будет определяться, конечно, не только фундаментальными исследованиями, но и тем, насколько государство и компании будут вкладывать деньги в создание реальных приборов на основании таких интересных молекул. Сейчас магнитным молекулам посвящены только фундаментальные исследования», — рассказал один из авторов статьи Сергей Алдошин, доктор химических наук, декан факультета фундаментальной физико-химической инженерии МГУ имени М.В. Ломоносова.

В ходе работы ученые использовали рентгеноструктурный анализ, чтобы понять особенности строения этих молекул, методы квантово-химических расчетов, метод моделирования магнитных явлений на основе теоретических представлений, ЭПР-спектроскопию, инфракрасную спектроскопию.

«С помощью таких мономолекулярных магнитов можно создавать элементы записи информации, в которых битом информации является уже не домен, который включает в себя тысячи молекул, а просто одна молекула. Так, плотность записи информации возрастает в 10–15 раз. Кроме того, такие системы могут использоваться в качестве битов квантовой информации для квантовых компьютеров и транзисторов. Очень интересное направление в качестве практического применения, но очень важно понять фундаментальные особенности этих молекул: соотнести свойства молекул с их видами и понять, как они должны быть устроены», — заключил ученый.