Les aimants en matériaux organiques présentent un certain nombre d'avantages par rapport aux aimants classiques en métal ou en alliage. Ils sont chimiquement plus flexibles, moins cher à fabriquer, et peut être mieux adapté à divers usages et à des conceptions variées. En pratique, les chercheurs veulent appliquer les deux types d'aimants en électronique - dans les éléments spintroniques, qui transportent l'information non pas par charge électrique mais via le spin des molécules constituantes. Ce moment cinétique intrinsèque est une caractéristique typique des particules, comme les électrons. Reza Kakavandi, Le professeur Thomas Chassé et le Dr Benedetta Casu de l'Institut de chimie physique de l'Université de Tübingen ont étudié une telle interface magnétique entre les cristaux d'oxyde de titane sous forme de rutile et un aimant purement organique. Ils ont constaté que la zone de transition où les matériaux se rencontraient était très sensible aux défauts minimes des surfaces.

Les résultats de leur étude ont été publiés dans le dernier Nano-recherche .

Les radicaux purement organiques sont composés d'éléments légers tels que le carbone, l'azote et l'oxygène, et ont généralement un électron non apparié, qui crée une quantité de mouvement magnétique permanente. « Ils sont intéressants dans de nombreuses applications ; » dit Benedetta Casu, « Ils peuvent être utilisés notamment dans des éléments de rangement, piles, capteurs et pour des applications biomédicales. Ils pourraient également être utilisés dans la construction d'un ordinateur quantique. » Les chercheurs de Tübingen ont étudié l'interface entre un seul cristal de rutile et un radical organique en utilisant une procédure de spectroscopie aux rayons X à très haute résolution combinée aux calculs théoriques du Dr Arrigo Calzolari de la Istituto Nanoscienze à Modène, Italie. Les chercheurs appellent ce lien entre les aimants conventionnels et organiques la "spinterface" car il combine les notions de "spin" et d'"interface".

« Dans cette expérience, les radicaux organiques sont maintenus en place physiquement, et la quantité de mouvement magnétique a été maintenue entre les différents matériaux, " dit Benedetta Casu. Elle dit que cela a bien fonctionné. Mais, elle dit, la situation a complètement changé lorsqu'il y avait un petit défaut sur la surface pertinente du rutile - c'est-à-dire, si les surfaces cristallines n'étaient pas idéalement ordonnées. "Dans ce cas, le radical organique lié chimiquement au point réactif du défaut, effaçant la quantité de mouvement magnétique, " explique Casu.

Cette approche avec la combinaison de la spectroscopie des rayons X et des calculs théoriques s'est avérée très utile pour aider les chercheurs à comprendre les mécanismes à cette interface complexe, selon Casu. Les chercheurs devaient décrire à la fois les charges électriques impliquées ainsi que le spin. Pour la première fois, il est devenu clair quelles influences importantes résultent des défauts de surface à l'une de ces spinterfaces. "C'est un résultat clé, valable aussi bien en chimie qu'en physique ainsi que pour les sciences des matériaux, " dit Casu.