JavaScript is currently disabled.Please enable it for a better experience of Jumi.

Jyväskylän yliopiston tutkijat ovat olleet mukana kansainvälisessä brittiläis-suomalais-kiinalaisessa yhteistyöhankkeessa, jossa valmistettiin ensimmäinen molekyyli, joka pystyy muistamaan siihen kohdistetun magneettikentän nestemäisen typen lämpötilan yläpuolella. Tutkimustulokset voivat mahdollistaa tulevaisuudessa esimerkiksi tietokoneiden kiintolevyjen tallennuskapasiteetin moninkertaistamisen laitteiden koon kasvamatta.

Yksittäismolekyylimagneetit ovat molekyylejä, jotka muistavat kauan niihin kohdistetun magneettikentän suunnan ja molekyyleihin voi näin ”kirjoittaa” informaatiota. Yksittäismolekyylimagneeteille on suunniteltu mahdollisia sovellutuksia esimerkiksi suuritiheyksissä tallennusmedioissa ja kvanttitietokoneiden laskentayksiköissä.

Näiden ”molekyylimuistien” käytännön sovellusten kehittymistä on estänyt se, että yksittäismolekyylimagneetit toimivat vain äärimmäisen kylmissä olosuhteissa. Yleensä niiden magneettiset ominaisuudet häviävät, jos niitä lämmittää muutaman asteen absoluuttisen nollapisteen (–273°C) yläpuolelle. Näin ollen yksittäismolekyylimagneetteja on voinut tutkia vain laboratorio-olosuhteissa jäähdyttämällä niitä nestemäisellä heliumilla.

Tutkijat ovat nyt ensimmäistä kertaa onnistuneet valmistamaan ja karakterisoimaan yksittäismolekyylimagneetin, joka säilyttää muistiominaisuutensa nestemäisen typen lämpötilan (–196°C) yläpuolella. Magneettia voidaan kutsua ensimmäiseksi korkean lämpötilan yksittäismolekyylimagneetiksi.

- Arkielämässä ajateltuna nestemäinen typpi on äärimmäisen kylmää, mutta verrattuna nestemäiseen heliumiin, jota on aiemmin tarvittu yksittäismolekyylimagneettien tutkimuksessa, on nestetypen lämpötila huima loikkaus ylöspäin. Nestetyppi on yli 300 kertaa nesteheliumia halvempaa ja sen käsittely on paljon helpompaa mahdollistaen teolliset sovellukset. Näin ollen kyseessä on todellinen tieteellinen läpimurto, kertoo tutkijatohtori Akseli Mansikkamäki Jyväskylän yliopiston kemian laitokselta.

Tehokkaat tietokoneet hyötykäytössä

Valmistettu dysprosium-metalloseeniyhdiste on vuosia kestäneen tutkimustyön huipentuma. Projekti on vaatinut uusien organometallikemian synteettisten menetelmien kehittämistä sekä syvällistä ymmärtämistä tutkittujen molekyylien mikroskooppisen elektronirakenteen vaikutuksesta niiden magneettisiin ominaisuuksiin.

- Kvanttimekaniikkaan ja suhteellisuusteoriaan perustuvat tietokoneavusteiset laskennalliset tutkimusmenetelmät ovat tärkeässä roolissa yksittäismolekyylimagneettien analysoinnissa ja uusien molekyylien suunnittelussa. Nykyään saatavilla oleva suuri laskentakapasiteetti on mahdollistanut tässä tutkimuksessa esimerkiksi monimutkaiset laskut, joilla on selvitetty molekyylien kidevärähdysten ja magneettisten ominaisuuksien välistä vuorovaikutusta, selventää Mansikkamäki.

Tutkimuksessa saatiin tietoa myös siitä, miten valmistettujen molekyylien magneettisia ominaisuuksia voi entisestään parantaa ja teollisesti toteutettavia käyttösovelluksia voidaan tuoda lähemmäs todellisuutta.

Tutkimusprojektia on johtanut professori Richard Layfield Sussexin yliopistossa Isossa-Britanniassa. Tutkimuksen synteettinen työ ja yhdisteiden karakterisointi suoritettiin Layfieldin tutkimusryhmässä ja magneettiset mittaukset tehtiin Sun Yat-sen –yliopistossa Kantonissa, Kiinassa, professori Ming-Liang Tongin johdolla. Tutkijatohtori Akseli Mansikkamäki toteutti teoreettiset laskut ja analyysit Jyväskylän yliopiston kemian laitoksella. Suomessa tutkimusta rahoitti Suomen Akatemia. Laskentaresurssit on tarjonnut Tieteen tietotekniikan keskus (CSC) ja Jyväskylän yliopisto.

Tutkimus on juuri julkaistu arvostetussa Science-julkaisusarjassa 18.10.2018.

 

 
 

ETNtv

Watch ECF18 videos

 

Tämän takia Huaweita pelätään

Maailmalla on käynnissä omituinen sota, jossa yhä useammat maat kieltävät kiinalaisten laitevalmistajien laitteiden käytön tulevissa 5G-verkoissa. Mutta miksi amerikkalaiset pelkäävät Huaweita? MIT Technology Review -lehti listaa kuusi syytä.

Lue lisää...

IoT-solmun voi toteuttaa valmiilla alustalla

Artikkelissa kuvataan, miten SoC-piirille suunnitellaan datankeruuseen, analyysiin ja ohjaukseen tarkoitettu IoT-solmu käyttäen Adesto Technologiesin SmartEdge-alustaa. Suunnittelussa paneudutaan erityisesti ohjaussilmukoiden nopeuttamiseen yhdistettynä tehokkaaseen tiedonsiirtoon ja parempaan turvallisuuteen.

Lue lisää...

LATEST NEWS

 

NEWSFLASH

 
ETN_fi The next Linux kernel will be called 5.0. See https://t.co/w0D75j9wCI and https://t.co/HkrVCuyfST
ETN_fi Digi-Key arpoi Electronicassa Chevy Camaro V8 -avoauton. Voittajaksi valikoitui regensburgilainen opiskelija Marco.… https://t.co/3P0cNN5wfZ
ETN_fi ams:n 3D-kasvontunnistus tulossa Snapdragonille: ams and Qualcomm Technologies to focus engineering strengths on ac… https://t.co/XpYvAvGEp1
ETN_fi Disobey-hakkeritapahtuma tammikuussa neljättä kertaa Helsingissä https://t.co/pBdYFx7jUr @Disobey_fi
ETN_fi Viranomaisverkko Virveen tulee mobiililaajakaista ensi vuonna. Kumppanioperaattorikin selviää kilpailutuksessa v. 2… https://t.co/TtNorpIQy2