Ansteuerung von Einzelmolekülmagneten mittels 1D Nanogerüste

Ein Einzelmolekülmagnet (SMM) ist ein Molekül, das sich ausschließlich wie ein Magnet verhält. Im Gegensatz zu herkömmlichen Magneten können SMMs magnetische Hysterese und andere komplexe magnetische Phänomene rein molekularen Ursprungs aufweisen. Dies macht SMMs zu erstklassigen Kandidaten als kleinste Bausteine für Anwendungen wie magnetische Aufzeichnung und Quantencomputer. Eine der Herausforderungen bei der Implementierung von SMMs in Geräten besteht darin, SMMs in Festkörpern individuell anzusprechen und zu steuern. Das vorgeschlagene Projekt zielt darauf ab, SMMs steuerbar und adressierbar zu machen, indem sie in verschiedene 1D- Nanostrukturen eingekapselt werden, wie z. B. einwandige Kohlenstoffnanoröhren (SWCNTs), leitfähige Polymere, metallorganische Gerüste (MOFs) und kovalente organische Gerüste (COFs). Zu diesem Zweck werden wir die Auswirkungen von Nanoeinschränkungen auf den Magnetismus von SMMs mithilfe verschiedener experimenteller Techniken in Kombination mit nummerischer Dichtefunktionaltheorie untersuchen. Wir werden einzigartig angeordnete SMMs in 1D-Poren in SWCNTs, MOFs und COFs untersuchen und ihren neuartigen Magnetismus nutzen. Die Wechselwirkungen zwischen SMMs und den 1D-Nanostrukturen werden von den optischen und elektrischen Eigenschaften bestimmt. Die Vielzahl der optischen Übergänge im UV-Vis-IR-Bereich und die elektrischen Leitfähigkeit (Metall, Halbleiter und Isolator) werden die Grundlage für die Adressierung von SMMs bilden. Wir werden den Einfluss des magnetischen Zustands der SMMs auf die magneto-optische Eigenschaften von halbleitenden und nicht leitenden Nanostrukturen wie MOFs und COFs untersuchen. Bei leitenden Nanostrukturen wie SWCNTs werden wir den elektrischen Transport für magnetoelektrische Adressierung und Steuerung von SMMs untersuchen.