Neue Seltenerd-Verbindungen als potenzielle zukünftige Datenspeicher

Quanteninformationstechnologien sind Innovationen in der modernen Datenspeicherung und -verarbeitung, die auf Quanteneffekten basieren. Materialien, die sich für solche Anwendungen eignen, müssen unter anderem bestimmte magnetische Eigenschaften aufweisen. Forschende am Karlsruher Institut für Technologie (KIT) haben nun gemeinsam mit Partnern im Fachjournal Nature Communications neue chemische Verbindungen vorgestellt, die diese Voraussetzungen erfüllen.

Sandwichmoleküle mit spannenden Eigenschaften

„Seltenerd-Sandwich-Komplexe sind Moleküle, in denen zwei Kohlenwasserstoff-Ringsysteme ein Seltenerdelement koordinieren“, sagt Professor Peter Roesky vom Institut für Anorganische Chemie des KIT, der die Forschung leitete. „Als sogenannte Einzelmolekülmagnete sind diese Verbindungen in der Lage, für eine längere Zeit einen stabilen magnetischen Zustand aufrechtzuerhalten. Das macht sie zu vielversprechenden Kandidaten für Anwendungen in der Quanteninformationstechnologie.“ Denkbar sei etwa der Einsatz als magnetische Datenträger mit hoher Speicherdichte.

Um die magnetischen Eigenschaften zu verbessern, hatte das Forschungsteam in Yttrium- und Erbium-Verbindungen einzelne Kohlenstoffatome durch die schwereren Elemente Antimon oder Bismut ersetzt. Dass dies zum gewünschten Erfolg führte, zeigten quantenchemische Rechnungen und magnetische Messungen, die zusammen mit der Philipps-Universität Marburg und der Universität Stuttgart durchgeführt wurden.

csa, 13.02.2025