来自加利福尼亚大学和复旦大学的一组研究人员已经开发出一种利用单分子磁铁作为扫描磁力仪的方法。在他们发表在《科学》论文中,该小组概述了包括展示他们传感器扫描嵌入在另一种材料中的分子自旋和磁性能。随着科学家们继续在越来越小的存储设备上压缩越来越多数据,正在 探索 利用单个分子甚至原子磁性状态的可能性——很可能是最小的记忆元素类型。在这项新研究中已经证明,使用附着在传感器上的单个分子来读取另一种材料中单个分子的特性是可能的。为了制造传感器和存储介质,研究人员首先将镍(环戊二烯)2的磁性分子吸附到镀银的平板上。然后从银表面提取一个镍新烯分子,并将其应用于扫描隧道显微镜传感器的顶端。接下来将一个被吸附物覆盖的表面加热到600毫克利艾文,然后将带有单个分子的传感器靠近表面移动,并读取两个分子相互作用时探针接收到的信号。研究人员能够读懂自旋和磁性相互作用,因为发生了与两个分子。使用探测器,还能够在几个空间方向上创建相互作用的形状图像。当探针直接放置在被研究分子的中心时,收到的信号最强。研究人员演示了一种显微镜技术,该技术使用一个磁性分子,Ni(环戊二烯基)2,吸附在扫描探针顶端,以连续可调的方式在所有三个空间方向上检测与吸附在Ag(110)表面上的另一个分子之间的交换相互作用。进一步利用探针成像交换相互作用强度的轮廓,揭示了 埃级 区域,在那里两个磁性分子的量子态强烈混合。研究结果为基于磁性单分子传感器的新型纳米成像能力铺平了道路。