Une équipe de chercheurs de l'Université de Californie et de l'Université de Fudan a développé un moyen d'utiliser un aimant à molécule unique comme magnétomètre à balayage. Dans leur article publié dans la revue Science , le groupe décrit leurs recherches qui consistaient à démontrer leur capteur balayant le spin et les propriétés magnétiques d'une molécule intégrée dans un autre matériau.

Alors que les scientifiques poursuivent leur quête pour compresser toujours plus de données sur des périphériques de stockage de plus en plus petits, ils explorent la possibilité d'utiliser l'état magnétique d'une seule molécule ou même d'un atome, probablement le plus petit type d'élément mémoire possible. Dans ce nouvel effort, les chercheurs ont démontré qu'il est possible d'utiliser une seule molécule apposée sur un capteur pour lire les propriétés d'une seule molécule dans un autre matériau.

Pour créer leur capteur et leur support de stockage, les chercheurs ont d'abord absorbé des molécules magnétiques de Ni(cyclopentadiényl) 2 sur une plaque recouverte d'argent. Puis, ils ont retiré une molécule de nickelocène de la surface argentée et l'ont appliquée à la pointe d'un capteur de microscope à effet tunnel. Prochain, ils ont chauffé une surface recouverte d'adsorbat à 600 millikelvins, puis ont déplacé le capteur avec la seule molécule près de la surface et ont lu les signaux reçus par la sonde au fur et à mesure que les deux molécules interagissaient.

Les chercheurs rapportent qu'ils ont pu lire le spin et les interactions magnétiques au fur et à mesure qu'ils se produisaient avec les deux molécules. Ils rapportent également qu'à l'aide de la sonde, ils ont également pu créer des images de la forme des interactions dans plusieurs directions spatiales. Ils ont noté que les signaux qu'ils recevaient étaient les plus forts lorsque la sonde était placée directement au-dessus du centre de la molécule à l'étude et qu'elle diminuait de manière asymétrique lorsque l'angle augmentait et de manière exponentielle lorsque la pointe était éloignée. L'équipe a également lié deux des molécules de nickelocène ensemble et a signalé qu'elles se comportaient selon la théorie de la fonctionnelle de la densité.

Les chercheurs concluent en suggérant qu'il est possible de mesurer et de surveiller les interactions de spin au niveau de l'angström, ce qui est susceptible de conduire au développement de nouveaux types de capteurs magnétiques.

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