Мы используем cookie файлы.
Пользуясь сайтом, вы соглашаетесь с нашей Политикой конфиденциальности.

Приглашенный ученый Палий Андрей Владимирович Молдова, Россия
Номер договора
14.W03.31.0001
Период реализации проекта
2017-2021

По данным на 30.01.2020

23
Количество специалистов
5
научных публикаций
Общая информация

Молекулярный магнетизм и молекулярная спинтроника представляют собой две взаимосвязанные междисциплинарные бурно развивающиеся области современной науки в основе которых лежит стремление выйти за пределы традиционной элементной базы, использующей неорганические гетероматериалы, и перейти к созданию устройств на основе изолированных молекул с заданными магнитными и спинтронными характеристиками. В перспективе разрабатываемые и исследуемые мономолекулярные магниты и переключаемые молекулярные магнитные системы можно будет использовать для создания устройств хранения информации беспрецедентно высокой плотности, кубитов для квантовых компьютеров, сенсоров и спиновых транзисторов. Другие разрабатываемые и исследуемые молекулы могут быть использованы в качестве молекулярных ячеек для создания функционирующих квантовых клеточных автоматов.

Название проекта: Дизайн и исследование новых мономолекулярных/моноионных магнитов и переключаемых молекулярных магнитных систем, перспективных для применения в качестве надежных кубитов, мономолекулярных мультиферроиков, молекулярных квантовых клеточных автоматов и наноэлементов для спинтроники

Приоритет СНТР: а


Цели и задачи

Направления исследований:

  • Разработка и исследование новых мономолекулярных/моноионных магнитов (МММ/МИМ) и переключаемых молекулярных магнитных систем (ПММС), мономолекулярных мультиферроиков, молекулярных квантовых клеточных автоматов и наноэлементов для спинтроники
  • Поиск высокоэффективных методов синтеза новых МММ, МИМ и ПММС
  • Теоретическое моделирование и исследование основных механизмов, лежащих в основе МММ, МИМ, ПММС свойств синтезируемых комплексов
  • Разработка критериев рационального дизайна новых МММ, МИМ и ПММС, пригодных для практического применения в молекулярной электронике и спинтронике

Цель проекта: Создание нового поколения моноионных магнитов и переключаемых молекулярных магнитных систем и выявление основных механизмов, лежащих в основе их МИМ и ПММС свойств

Практическое значение исследования

Научные результаты:

  • Синтезированы и детально изучены шестикоординированные высокоспиновые комплексы ионов Co(II), проявляющие свойства моноионных магнитов. На основе этого исследования были выявлены основные релаксационные механизмы, ответственные за моноионные магнитные свойства данных систем, и разработаны критерии рационального дизайна моноионных магнитов с улучшенными характеристиками.
  • Выявлена корреляция между структурой ближайшего координационного окружения ионов кобальта и временами спин-решеточной релаксации. Данный результат вносит существенный вклад в развитие области мономолекулярного магнетизма и приближает к созданию функциональных магнитных наноматериалов на основе мономолекулярных магнитов.
  • Достоверно показано, что ряд молекулярных систем смешанной валентности проявляет магнитоэлектрический эффект и, следовательно, такие системы являются мономолекулярными аналогами мультиферроиков. Разработаны электронные и вибронные модели таких систем. В частности, выявлен механизм электрополевого контроля антиферромагнитного обмена и квантовой запутанности в триферроценовых комплексах и восстановленных полиоксометалатах, а также электрополевого контроля косвенного магнитного взаимодействия между локализованными спинами посредством делокализованного электрона. Доказан определяющий вклад вибронного взаимодействия в повышение эффективности электрополевого контроля.
  • Доказана возможность получения индуцированного электрическим полем спинового переключения в тригональных двухэлектронных тримерах смешанной валентности.
  • Выявлен механизм двухступенчатых спиновых переходов в переключаемых молекулярных магнитных системах на основе молекулярных кристаллов, содержащих в качестве структурных единиц полиядерные комплексы. Эти результаты важны для решения прикладных задач молекулярной электроники и спинтроники, а именно, для создания молекулярных логических квантовых вентилей и магнитных переключателей.
  • Разработан эффективный вычислительный подход к решению многомодовых динамических вибронных задач, возникающих в молекулярных мультиферроиках и переключаемых молекулярных магнитных системах на основе сложных полиядерных кластеров смешанной валентности.
  • Создана компьютерная программа VIBPACK, предназначенная для численного расчета энергетического спектра спин-вибронных состояний, а также магнитных и оптических свойств переключаемых молекулярных магнитных систем. С появлением этой программы было снята основная проблема, ограничивавшая возможности описания свойств переключаемых молекулярных магнитных систем на основе кластеров смешанной валентности.

Внедрение результатов исследования:

Полученные научные результаты являются фундаментальными и вносят существенный вклад в создание молекулярной электроники, спинтроники и квантового компьютинга.

Образование и переподготовка кадров:

  • Разработан образовательный курс «Основы теории молекулярного магнетизма», внедренный на факультете фундаментальной физико-химической инженерии МГУ имени М. В. Ломоносова.
  • Проводится обучение аспирантов и студентов.
Сотрудничество: Университет Валенсии (Испания), Университет имени Давида Бен-Гуриона в Негеве (Израиль), Казанский федеральный университет (Россия): совместные научные исследования

Скрыть Показать полностью
Korchagin D.V., Palii A.V., Yureva E.A., Akimov A.V., Misochko E.Ya., Shilov G.V., Talantsev A.D., Morgunov R.B., Shakin A.A., Aldoshin S.M., Tsukerblat B.S.
Evidence of Field Induced Slow Magnetic Relaxation in cis-[Co(hfac)2(H2O)2] Exhibiting Tri-Axial Anisotropy with a Negative Axial Component. Dalton Transactions 46(23): 7540–7548 (2017).
Palii A., Aldoshin S., Tsukerblat B., Borràs-Almenar J.J., Clemente-Juan J.M., Cardona-Serra S., Coronado E.
Electric Field Generation and Control of Bipartite Quantum Entanglement between Electronic Spins in Mixed Valence Polyoxovanadate [GeV14O40]8-. Inorganic Chemistry 56(16): 9547−9554 (2017).
Palii A., Tsukerblat B., Aldoshin S., Clemente-Juan J. M., Coronado E.
Electrically switchable magnetic exchange in the vibronic model of linear mixed valence triferrocenium complex. Dalton Transactions 47(34): 11788–11805 (2018).
Palii A., Tsukerblat B., Klokishner S., Aldoshi S., Korchagin D., Clemente-Juan J. M.
Electric Field Control of Spin States in Trigonal Two-Electron Quantum Dot Arrays and Mixed Valence Molecules: I. Electronic Problem, Journal of Physical Chemistry C 123(4): 2451–2459 (2019).
Palii A., Tsukerblat B., Klokishner S., Aldoshin S., Korchagin D., Clemente-Juan J. M.
Electric Field Control of Spin States in Trigonal Two-Electron Quantum Dot Arrays and Mixed Valence Molecules: II. Vibronic Problem, Journal of Physical Chemistry C 123(4): 2460–2473 (2019).
Фотоальбомы
Вторник , 03.12.2019
Другие лаборатории и ученые
Лаборатория, принимающая организация
Область наук
Город
Приглашенный ученый
Период реализации проекта
Квантовая оптика в алмазах

Федеральное государственное бюджетное учреждение науки «Федеральный исследовательский центр Казанский научный центр Российской академии наук»

Технологии материалов

Казань

Хеммер Филип Роберт

США

2018-2020

Лаборатория биомиметических полимеров

Федеральное государственное бюджетное учреждение науки «Институт высокомолекулярных соединений Российской академии наук»

Технологии материалов

Санкт-Петербург

Шейко Сергей Станиславович

США, Россия

2018-2020

Лаборатория гибридной нанофотоники и оптоэлектроники

Федеральное государственное автономное образовательное учреждение высшего профессионального образования «Санкт-Петербургский национальный исследовательский университет информационных технологий, механики и оптики»

Технологии материалов

Санкт-Петербург

Захидов Анвар Абдулахадович

США, Россия

2017-2021