Новости Углеродные наношарики – элементы будущих запоминающих устройств

Интерес к использованию металлофуллеренов – углеродных "клеток" с добавленными в них металлическими составами – как материалов для миниатюрных устройств хранения информации растет. Исследователи из Empa (Swiss Federal Laboratories for Materials Testing and Research – Швейцарская федеральная лаборатория тестирования и исследования материалов) открыли, что металлофуллерены способны формировать упорядоченные надмолекулярные структуры с разнообразной ориентацией. Манипулируя ею, возможно хранить и считывать информацию.

Углерод существует в форме алмаза, графита и нанотрубок, а также так называемых фуллеренов. Сферические структуры из таких фуллереновых "клеток" – наиболее часто исследуемые образцы которых содержат 60 атомов углерода и выглядят, как футбольный мяч – также могут служить "наноконтейнерами" для металлических частиц. Металлофуллерены имеют специфические электронные свойства и являются предметом интереса IT-индустрии как возможные кандидаты на материалы для устройств хранения данных наномасштаба. Вместе с коллегами из Университета Цюриха (University of Zurich), Института Пола Шеррера (Paul Scherrer Institute) и Института Лейбница (Leibniz Institute) в Дрездене ученые из лаборатории "nanotech@surfaces" в Empa изучают металлофуллерены и смогли показать, что будучи помещенными на поверхность, они формируют упорядоченные "островки" с областями идентично ориентированных молекул. Различная ориентация характерна для эндоэдральных металлических соединений. Возможно отыскать такую комбинацию, при которой объекты будут реагировать на внешнее воздействие и соответственно изменять ориентацию, действуя как переключатель – базовый элемент устройств хранения данных.

Фуллерены были открыты в 1980 году как третья модификация углерода. Вскоре исследователи начали работать над идеей структур из "нано-клеток" с включенными в них элементами или смесями. Синтез подобных молекул – эндоэдральных фуллеренов – был достигнут несколькими годами позже. Металлофуллерены привлекательны для высокотехнологичной и фармацевтической областей. Изучаемые Empa молекулы являются эндоэдральными металлофуллеренами, состоящими из 80 атомов углерода, формирующих клетку с расположенным внутри соединением из триметаллического нитрида (1 атом азота, 3 атома металла). В качестве металла взят диспрозий – элемент группы лантанидов с атомным числом 66. Эндоэдральные структуры не могут быть сформированы с применением всех металлов периодической системы, но к лантанидам это не относится. Обычной сферой применения диспрозия является защита от радиации щитами из сплава этого элемента со свинцом. Исследование Empa завершилось созданием металлофуллеренового слоя толщиной в одну молекулу на медной подложке. Порядок расположения молекул затем был рассмотрен посредством сканирующего туннельного микроскопа и фотоэлектронной дифракции с помощью синхротрона Института Пола Шеррера. Эксперимент показал, что металлическое соединение "чувствует" подложку и может принимать заданную ориентацию.

3DNews - Daily Digital Digest