Dünner Film aus organischen Magneten

Organische Magnete, als einzelnes Molekül oder dünner Film, eröffnen viele neue Möglichkeiten in der Elektronik und Datenspeicherung. Sie sind flexibler, leichter und energiesparender in der Herstellung als gewöhnliche Magnete. Nun ist Wissenschaftlern die kontrollierte Herstellung eines dünnen Films von organischen Magneten gelungen. Ihre Ergebnisse veröffentlichten sie in der Zeitschrift „Chemistry – A European Journal“.

Organische Magnete basieren auf Kohlenstoffverbindungen und enthalten keine klassischen magnetischen Stoffe wie Eisen. Sie sind außerdem keine Dauermagnete, sondern zeigen nur solange magnetische Eigenschaften, wie sie sich in der Nähe eines Magnetfeldes befinden. Dieses Verhalten nennt man paramagnetisch. Es tritt nur bei Atomen oder Molekülen mit ungerader Elektronenzahl auf, denn diese können ihr magnetisches Moment je nach Ausrichtung des Elektrons verändern. Gepaarte Elektronen hingegen heben sich in ihrer Ausrichtung immer auf.

Die Wissenschaftler von der Universität Tübingen nutzten nun zum ersten Mal ein aus der Dünnschichttechnologie bekanntes Verfahren, um organische, paramagnetischen Moleküle als dünnen Film auf einen Goldkristall aufzubringen. Dafür wird die Probe zunächst erhitzt, bis sie verdampft. Dann werden die einzelnen Moleküle auf den Goldkristall geschossen und bilden dort eine dünne Schicht. Diese Beschichtung muss in einem Vakuum stattfinden, damit keine Fremdkörper den Prozess stören. Durch Variation der Temperatur und des experimentellen Aufbaus gelang es den Wissenschaftlern, einen wenige Nanometer dicken Film zu erstellen, der nur aus einer Schicht von Molekülen besteht. Dieser wurde danach sehr genau untersucht und es zeigte sich, dass die paramagnetischen Eigenschaften der Moleküle in dem Prozess erhalten blieben.

Die Möglichkeit, solche dünnen Filme kontrolliert und mit vorhersagbaren Eigenschaften herzustellen, könnte ein wichtiger Schritt zu neuen Informationstechnologien sein. Insbesondere hoffen die Wissenschaftler mithilfe dieser Technik, bessere und kleinere Speichereinheiten zu bauen oder neuartige Sensoren für bessere Messetechniken zu entwickeln.