Nanotechnologen van de onderzoeksinstituten MESA+ en MIRA van de Universiteit Twente hebben een methode ontwikkeld, waarmee je niet-magnetische materialen heel gecontroleerd van magnetische elementen kunt voorzien. Met behulp van deze techniek kan je het elektrische gedrag van metalen drastisch veranderen en kun je mogelijk ook halfgeleiders magnetische eigenschappen geven. De resultaten zijn gepubliceerd in het toonaangevende wetenschappelijke tijdschrift Nature Nanotechnology (impactfactor 30,3).
De UT-onderzoekers waren in staat om een niet-magnetische goudlaag zeer gecontroleerd te voorzien van magnetische elementen . Dit deden ze door de goudlaag te bedekken met een enkele laag organische moleculen met in ieder molecuul één metaalion: ofwel kobalt, ofwel zink. Door zelfassemblage verspreidden de metaalcomplexen zich homogeen over de goudlaag. De kobaltionen hebben een ongepaarde elektronspin en gedragen zich daarom als een elementair magneetje, terwijl de zinkionen geen magnetische eigenschappen hebben. Door met de relatieve concentratie van kobalt- en zinkionen te spelen, kun je heel gericht bepalen wat de magnetische eigenschappen van het uiteindelijke materiaal zullen zijn.
Ongekend hoge concentraties
Wat de methode zo bijzonder maakt is dat je er ongekend hoge concentraties magnetische ‘dotering’ mee kunt behalen, en dat zonder dat de magnetische elementen gaan clusteren. Bij methodes die tot op heden gebruikt werden, was het zeer moeilijk om de magnetische elementen homogeen over het eindmateriaal te verspreiden, zeker bij hoge concentraties.
Heilige graal
Met behulp van de aan de UT ontwikkelde methode is het mogelijk om materialen met compleet nieuwe eigenschappen te creëren. Zo opent het de deur naar halfgeleiders met magnetische eigenschappen, één van de heilige gralen van de natuurkunde. Deze halfgeleiders zouden in een nieuwe generatie computers zowel de geheugenopslag (magnetisch), als de dataverwerking (elektrisch) kunnen verzorgen.
Nature Nano
De methode wordt beschreven in het artikel ‘Tunable doping of a metal with molecular spins’ dat in het aprilnummer van Nature Nanotechnology verschijnt (doi:10.1038/nnano.2012.1), het meest toonaangevende vakblad op het gebied van nanotechnologie (impactfactor 30,3). Een digitale versie is inmiddels gepubliceerd op de website van het vakblad. Het onderzoek is uitgevoerd door onderzoekers uit de vakgroepen NanoElectronics (MESA+) van prof. dr. ir. Wilfred van der Wiel, Molecular Nanofabrication van prof. dr. ir. Jurriaan Huskens (MESA+) en BioMolecular Chemistry waar dr. Aldrik Velders (MIRA) betrokken was.
Noot voor de pers:
Voor meer informatie of een digitale versie van het artikel kunt u contact opnemen met wetenschapsvoorlichter Joost Bruysters (053 489 2773 / 06 1048 8228).
