L'ulteriore sviluppo della moderna tecnologia dell'informazione richiede capacità informatiche di maggiore efficienza a costi ragionevoli. Nel passato, la densità di integrazione dei relativi componenti elettronici è stata costantemente aumentata. In continuità con questa strategia, i componenti futuri dovranno raggiungere le dimensioni delle singole molecole. I ricercatori del KIT Center for Functional Nanostructures (CFN) e IPMS si sono ora avvicinati a questo obiettivo.

Per la prima volta, un team di scienziati del KIT e dell'Institut de Physique et Chimie des Matériaux de Strasbourg (IPCMS) è ora riuscito a combinare i concetti di elettronica di spin e di elettronica molecolare in un unico componente costituito da un'unica molecola. I componenti basati su questo principio hanno un potenziale speciale, in quanto consentono la produzione di sensori di campo magnetico molto piccoli ed altamente efficienti per testine di lettura in hard disk o per memorie non volatili al fine di aumentare ulteriormente la velocità di lettura e la densità dei dati.

L'uso di molecole organiche come componenti elettronici è attualmente oggetto di studi approfonditi. La miniaturizzazione è associata al problema dell'informazione che viene codificata con l'aiuto della carica dell'elettrone (corrente accesa o spenta). Però, ciò richiede una quantità di energia relativamente elevata. Nell'elettronica di spin, l'informazione è codificata nella rotazione intrinseca dell'elettrone, la rotazione. Il vantaggio è che la rotazione viene mantenuta anche quando si toglie l'alimentazione, il che significa che il componente può memorizzare informazioni senza alcun consumo di energia.

Il team di ricerca franco-tedesco ha ora combinato questi concetti. La molecola organica H2-ftalocianina, utilizzata anche come colorante blu nelle penne a sfera, mostra una forte dipendenza della sua resistenza, se è intrappolato tra spin-polarizzato, cioè elettrodi magnetici. Questo effetto è stato osservato per la prima volta in contatti puramente metallici da Albert Fert e Peter Grünberg. Viene definita magnetoresistenza gigante ed è stata riconosciuta dal Premio Nobel per la fisica nel 2007.

L'effetto gigante della magnetoresistenza sulle singole molecole è stato dimostrato al KIT nell'ambito di un progetto sperimentale e teorico combinato del CFN e di una scuola di specializzazione franco-tedesca in collaborazione con l'IPCMS, Strasburgo. I risultati degli scienziati sono ora presentati nella rinomata rivista Nanotecnologia della natura .