26. Р.Б. Моргунов. Молекулярные магниты: функционализация в композите с ферромагнитными частицами

2 марта 2023 г. состоялось 26-е заседание научного семинара "КОМПОЗИТЫ: технологии создания, исследование и оптимизация свойств, моделирование, применение". Доклад "Функционализация одномолекулярных магнитов в композите с ферромагнитными микрочастицами" сделал Р.Б. Моргунов, д.ф.-м.н., г.н.с. ФИЦ проблем химической физики и медицинской химии РАН (Черноголовка), профессор кафедры Медицинской и биологической физики Первого Московского государственного университета им. Сеченова Аннотация Одномолекулярные магнетики представляют собой молекулярные кристаллы, состоящие из молекулярных комплексов, связанных в кристаллической решетке Ван-дер-Ваальсовыми связями. В каждом комплексе ион металла окружен «шубой» органических атомов, симметрию которой можно регулировать методами химического дизайна. Изменение симметрии лигандов вызывает перераспределение электронных уровней иона металла, регулирует возможности для переходов между спиновыми уровнями энергии в магнитном поле и динамику спиновой релаксации. Каждый отдельный комплекс представляет собой устройство магнитной памяти, состоящее из одной молекулы, в котором бит информации записан в виде состояния электронного спина. Молекулярные комплексы такого типа могут быть использованы для хранения и обработки информации, как правило, при низких температурах и по существу являются прототипами кубитов, пригодных для квантовых вычислений. Декогеренция записанного состояния кубитов определяется несколькими каналами магнитной релаксации: прямая релаксация, квантовое туннелирование, релаксация Рамана и Орбаха. Скорость релаксации может быть изменена магнитным полем. Например, квантовое туннелирование намагниченности может быть подавлено полем, приложение которого способно уменьшать частоту магнитной релаксации в десятки раз, подстраивая ее в желаемый диапазон 1- 1000 Гц. В нашей работе предложено заменить внешнее поле на поле ферромагнитных микро или наночастиц, спрессованных с молекулярными комплексами в единый композит. При подборе концентраций компонент такого композита можно добиться одинаковых условий магнитной релаксации для всех комплексов. Намагничивание ферромагнитной части композита создает внутри него остаточное магнитное поле, регулируемое по величине магнитной предысторией. Поэтому нано- или микроблоки такого композита обладают различной наперед заданной характерной частотой релаксации, в зависимости от степени их намагниченности. Поскольку частота релакации при 2-5 К обычно лежит в звуковом диапазоне, набор микрокубиков композита представляет собой звуковой регистр. «Квантовый рояль» является одной из первых попыток организации молекулярных комплексов в структуры, в которых появляется селективный доступ к записанной информации и техническая возможность организации комплексов в устройство считывания и хранения информации. Примеры исследования магнитной релаксации в композитах с комплексами Со и Er содержатся в [1, 2]. 1. О. В. Коплак, Е. В. Дворецкая, Е. И. Куницына, Д. В. Королев, А. В. Палий, Р. Б. Моргунов, Письма в ЖЭТФ, 113, 825(2021). 2. E Dvoretskaya, A Palii, O Koplak, R Morgunov, Journal of Physics and Chemistry of Solids, 157, 110210 (2021).