Científicos de la Universidad de Lisboa (Portugal) y la Universidad de Stuttgart (Alemania) han conseguido sintetizar y caracterizar de forma exhaustiva una serie de moléculas de cobalto que exhiben propiedades de imanes moleculares, un resultado alentador para el futuro de la computación a escala cuántica.

La demanda actual de intercambio y manipulación de datos a través de las tecnologías de la información, provocada por la masificación de los dispositivos electrónicos, ha llevado a los científicos a reflexionar sobre métodos de cómputo más eficientes. El almacenamiento de información en sistemas binarios funciona cambiando entre dos estados estables en condiciones ambientales, aplicando un estímulo. Un nuevo modelo de electrónica de espín (espintrónica), basado en la orientación de los espines de los electrones para almacenar información binaria, permite una memoria no volátil, mayores velocidades de procesamiento, menor consumo de energía y menores densidades de integración.

El equipo de investigación ha estudiado una serie de moléculas de cobalto que pueden cambiar entre dos estados magnéticos, aunque a bajas temperaturas. Estas moléculas que presentan biestabilidad magnética se denominan imanes moleculares, y técnicas de caracterización como la resonancia paramagnética electrónica de alto campo permiten evaluar las capacidades de respuesta que presentan estos materiales frente a campos magnéticos.

Basado en trabajos anteriores del equipo de investigación sobre complejos de cobalto publicados en Polyhedron , que hasta ahora no había sido explorado para esta aplicación, se llevaron a cabo estudios computacionales sobre modelos atomísticos para proporcionar el origen físico de sus propiedades y proporcionar una base para optimizar su rendimiento. Los resultados ahora publicados emplean técnicas de caracterización como la resonancia paramagnética electrónica de alto campo que permiten evaluar las capacidades de respuesta que exhiben estos materiales frente a los campos magnéticos.

Nuno Bandeira, miembro del equipo de investigación e investigador de la Facultad de Ciencias de la Universidad de Lisboa (Portugal), afirma que "actualmente hay dos 'frentes de batalla' en lo que respecta a la investigación de imanes monomoleculares:uno de ellos se ocupa de la investigación con lantánidos complejos. Y, de hecho, uno puede obtener gigantescas barreras de inversión de magnetización de ellos. Pero los lantánidos son costosos de producir. El otro frente de investigación maneja metales de transición de primera fila que son más baratos de obtener, pero las barreras de magnetización son mucho más pequeñas, lo que significa que solo pueden funcionar adecuadamente a temperaturas muy bajas. Lo ideal sería intentar obtener un imán de una sola molécula que funcione a temperatura ambiente".

El resultado ahora publicado es alentador:"Estos resultados señalan el camino hacia la mejora y el diseño de nuevos tipos de ligandos, para un mejor rendimiento de los imanes moleculares con temperaturas cada vez más altas. En conjunto, estos resultados representan un hito en la evolución de nuestro conocimiento y en el buscar mejores materiales para su aplicación en espintrónica y computación a escala cuántica", añade Bandeira.

La investigación se publica en Inorganic Chemistry Frontiers . + Explora más

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