|
Интерес к использованию металлофуллеренов – углеродных "клеток" с
добавленными в них металлическими составами – как материалов для
миниатюрных устройств хранения информации растет. Исследователи из Empa
(Swiss Federal Laboratories for Materials Testing and Research –
Швейцарская федеральная лаборатория тестирования и исследования
материалов) открыли, что металлофуллерены способны формировать
упорядоченные надмолекулярные структуры с разнообразной ориентацией.
Манипулируя ею, возможно хранить и считывать информацию.
Углерод существует в форме алмаза, графита и нанотрубок, а также так
называемых фуллеренов. Сферические структуры из таких фуллереновых
"клеток" – наиболее часто исследуемые образцы которых содержат 60
атомов углерода и выглядят, как футбольный мяч – также могут служить
"наноконтейнерами" для металлических частиц. Металлофуллерены имеют
специфические электронные свойства и являются предметом интереса
IT-индустрии как возможные кандидаты на материалы для устройств
хранения данных наномасштаба. Вместе с коллегами из Университета Цюриха
(University of Zurich), Института Пола Шеррера (Paul Scherrer
Institute) и Института Лейбница (Leibniz Institute) в Дрездене ученые
из лаборатории "nanotech@surfaces" в Empa изучают металлофуллерены и
смогли показать, что будучи помещенными на поверхность, они формируют
упорядоченные "островки" с областями идентично ориентированных молекул.
Различная ориентация характерна для эндоэдральных металлических
соединений. Возможно отыскать такую комбинацию, при которой объекты
будут реагировать на внешнее воздействие и соответственно изменять
ориентацию, действуя как переключатель – базовый элемент устройств
хранения данных.
Фуллерены были открыты в 1980 году как третья
модификация углерода. Вскоре исследователи начали работать над идеей
структур из "нано-клеток" с включенными в них элементами или смесями.
Синтез подобных молекул – эндоэдральных фуллеренов – был достигнут
несколькими годами позже. Металлофуллерены привлекательны для
высокотехнологичной и фармацевтической областей. Изучаемые Empa
молекулы являются эндоэдральными металлофуллеренами, состоящими из 80
атомов углерода, формирующих клетку с расположенным внутри соединением
из триметаллического нитрида (1 атом азота, 3 атома металла). В
качестве металла взят диспрозий – элемент группы лантанидов с атомным
числом 66. Эндоэдральные структуры не могут быть сформированы с
применением всех металлов периодической системы, но к лантанидам это не
относится. Обычной сферой применения диспрозия является защита от
радиации щитами из сплава этого элемента со свинцом. Исследование Empa
завершилось созданием металлофуллеренового слоя толщиной в одну
молекулу на медной подложке. Порядок расположения молекул затем был
рассмотрен посредством сканирующего туннельного микроскопа и
фотоэлектронной дифракции с помощью синхротрона Института Пола Шеррера.
Эксперимент показал, что металлическое соединение "чувствует" подложку
и может принимать заданную ориентацию.
|