I magneti realizzati con materiali organici presentano numerosi vantaggi rispetto ai classici magneti in metallo o in lega. Sono chimicamente più flessibili, più economico da realizzare, e può essere meglio adattato a vari scopi e design diversi. In pratica, i ricercatori vogliono applicare entrambi i tipi di magneti nell'elettronica:negli elementi spintronici, che trasportano informazioni non per carico elettrico ma attraverso lo spin delle molecole componenti. Questo momento angolare intrinseco è una caratteristica tipica delle particelle, come gli elettroni. Reza Kakavandi, Il professor Thomas Chassé e la dott.ssa Benedetta Casu dell'Istituto di chimica fisica dell'Università di Tubinga hanno studiato proprio questa interfaccia magnetica tra i cristalli di ossido di titanio in forma di rutilo e un magnete puramente organico. Hanno scoperto che l'area di transizione in cui i materiali si incontravano era altamente sensibile ai difetti minimi delle superfici.

I risultati del loro studio sono stati pubblicati nell'ultimo Nano ricerca .

I radicali puramente organici sono composti da elementi leggeri come carbonio, azoto e ossigeno, e di solito hanno un elettrone spaiato, che crea un momento magnetico permanente. "Sono interessanti in molte applicazioni;" dice Benedetta Casu, "Possono essere utilizzati in particolare negli elementi di archiviazione, batterie, sensori e per applicazioni biomediche. Potrebbero anche essere usati nella costruzione di un computer quantistico." I ricercatori di Tubinga hanno studiato l'interfaccia tra un singolo cristallo di rutilo e un radicale organico utilizzando una procedura di spettroscopia a raggi X ad altissima risoluzione combinata con calcoli teorici del Dr. Arrigo Calzolari del Istituto Nanoscienze di Modena, Italia. I ricercatori chiamano questo legame tra magneti convenzionali e organici "spinterface" perché combina le idee di "spin" e "interfaccia".

"In questo esperimento, i radicali organici sono tenuti in posizione fisicamente, e il momento magnetico è stato mantenuto tra i diversi materiali, " dice Benedetta Casu. Dice che ha funzionato bene. Ma, lei dice, la situazione è cambiata completamente quando si è verificato un minuscolo difetto sulla superficie interessata del rutilo - cioè, se le superfici di cristallo non fossero ordinate idealmente. "In quel caso, il radicale organico legato chimicamente con il punto reattivo del difetto, cancellando il momento magnetico, "Spiega Casu.

Questo approccio con la combinazione di spettroscopia a raggi X e calcoli teorici si è rivelato molto utile nell'aiutare i ricercatori a comprendere i meccanismi di questa complessa interfaccia, secondo Casu. I ricercatori avevano bisogno di descrivere sia le cariche elettriche coinvolte che lo spin. Per la prima volta è diventato chiaro quali importanti influenze derivano dai difetti superficiali su uno di questi schegge. "È un risultato fondamentale, ugualmente valido in chimica e in fisica oltre che per le scienze dei materiali, " dice Casu.