I nanotubi di carbonio e le molecole magnetiche sono considerati elementi costitutivi dei futuri sistemi nanoelettronici. Le loro proprietà elettriche e meccaniche giocano un ruolo importante. I ricercatori dell'Istituto di tecnologia di Karlsruhe e i colleghi francesi di Grenoble e Strasburgo hanno ora trovato un modo per combinare entrambi i componenti a livello atomico e per costruire un sistema quantomeccanico con nuove proprietà. È riportato ora nella versione cartacea di Nanotecnologia della natura rivista.

Nel loro esperimento i ricercatori hanno utilizzato un nanotubo di carbonio montato tra due elettrodi metallici, copre una distanza di circa 1 µm, e potrebbe vibrare meccanicamente. Quindi, hanno applicato una molecola organica con uno spin magnetico dovuto a un atomo di metallo incorporato. Questo spin era orientato in un campo magnetico esterno.

"In questa configurazione, abbiamo dimostrato che le vibrazioni del tubo sono influenzate direttamente quando lo spin si ribalta parallelamente o antiparallelo al campo magnetico, " spiega Mario Ruben, capo del gruppo di lavoro del KIT. Quando la rotazione cambia, il rinculo risultante viene trasferito al nanotubo di carbonio e quest'ultimo inizia a vibrare. La vibrazione modifica le distanze atomiche del tubo e, quindi, la sua conduttanza che viene utilizzata come misura del movimento.

La forte interazione tra spin magnetico e vibrazione meccanica apre interessanti applicazioni oltre a determinare gli stati di movimento del nanotubo di carbonio. Si propone di determinare le masse delle singole molecole e di misurare le forze magnetiche all'interno del nano-regime. Anche l'uso come bit quantistico in un computer quantistico potrebbe essere fattibile.

Secondo le informazioni supplementari pubblicate nello stesso numero della nanotecnologia della natura tali interazioni sono di grande importanza nel mondo quantistico, cioè nella gamma delle energie discrete e degli effetti tunnel, per l'uso futuro degli effetti nanoscopici nelle applicazioni macroscopiche. Combinazione di rotazione, vibrazione, e la rotazione su scala nanometrica in particolare può tradursi in applicazioni e tecnologie completamente nuove.