El trabajo, que ha sido recientemente publicado en Chemical Science y seleccionado como Pick of the Week, se centra en un tipo de moléculas magnéticas que se comportan como imanes por debajo de cierta temperatura –conocida como temperatura de bloqueo–. En el artículo se presenta y detalla paso a paso el desarrollo de una metodología eficiente, basada en cálculos de primeros principios, con el objetivo de evaluar y controlar los efectos de las vibraciones en los procesos de relajación del espín. La metodología presentada, que se ilustra racionalizando el comportamiento magnético de dos imanes moleculares basados en uranio, permitirá explorar nuevas moléculas magnéticas con el objeto de incrementar sus temperaturas de bloqueo a través del diseño químico.
El estudio de este tipo de moléculas, conocidas como nanoimanes moleculares, es un tema de gran interés en nanociencia. Las nanoimanes moleculares han sido propuestos como candidatos prometedores para el almacenamiento denso de información y aplicaciones en tecnologías cuánticas. Sin embargo, estos sistemas aún no resultan prácticos, ya que actualmente precisan temperaturas criogénicas para funcionar como memorias magnéticas, es decir, solo retienen su magnetización a unos pocos grados Kelvin por encima del cero absoluto.
Solo recientemente, investigadores de la Universidad de Sussex (Reino Unido) han sido capaces de preparar y caracterizar un nanoimán molecular que funciona hasta 80 K, ligeramente por encima de la temperatura del nitrógeno líquido. La clave de este éxito ha sido la aplicación de un diseño racional cuidadoso de las diferentes partes que componen la molécula, parcialmente debido al desarrollo y los avances en el entendimiento teórico y las herramientas computacionales que ahora tienen en cuenta cómo el comportamiento magnético se ve afectado en función de la temperatura.
La presente investigación proporciona una nueva herramienta teórica y computacional dentro de este contexto que permitirá aumentar el rango de exploración de moléculas magnéticas con el fin de mejorar sus propiedades. Como indica Baldoví “en este artículo proporcionamos un avance en esta dirección, ofreciendo una metodología eficiente para calcular el efecto de la temperatura en el comportamiento magnético, pero con la ventaja de reducir drásticamente el tiempo de computación.”
Título: “Design of high-temperature f-block molecular nanomagnets through the control of vibration-induced spin relaxation”
Link referencia: https://rsc.li/35EQlVg
