p Atingir a ordem magnética em sistemas de baixa dimensão que consistem em apenas uma ou duas dimensões tem sido uma meta de pesquisa por algum tempo. Em um novo estudo publicado na revista Nature Communications , Os pesquisadores de Uppsala mostram que a ordem magnética pode ser criada em uma estrutura de tabuleiro de xadrez bidimensional que consiste em moléculas organometálicas com apenas uma camada atômica de espessura. p A ordem magnética é um fenômeno comum em materiais tridimensionais, como a ordem ferromagnética em ímãs de barra de ferro, onde os momentos magnéticos em todos os átomos de ferro apontam para a mesma direção. Em uma ou duas dimensões, a ordem magnética de longo alcance em temperaturas superiores a zero não é possível, Contudo, de acordo com o teorema de Mermin-Wagner. A possibilidade de alcançar uma fase magnética sem esse pedido de longo alcance foi sugerida por Kosterlitz e Thouless (Prêmio Nobel de 2016), que previu que um vórtice magnético topológico no qual os momentos magnéticos apontam em direções diferentes e se compensam, poderia ser realizado em um filme bidimensional.

p Os pesquisadores Ehesan Ali e Peter Oppeneer da Uppsala University mostraram agora em uma colaboração internacional com pesquisadores da Suíça e da Índia que a ordem magnética de longo alcance pode ser criada em sistemas moleculares especialmente projetados que consistem em moléculas de ftalocianina de ferro e manganês. Essas moléculas, que têm grandes semelhanças com as porfirinas de ferro encontradas no sangue natural, foram adsorvidos em uma superfície de metal dourado. As moléculas não reagem com átomos de ouro, mas, em vez disso, organizam-se em um padrão de tabuleiro de xadrez bidimensional que consiste em moléculas alternadas à base de ferro e manganês. Nesta estrutura de molécula bidimensional, os pesquisadores puderam demonstrar a ordem magnética em baixas temperaturas de apenas alguns graus Kelvin.

p Por meio de simulações de computador em grande escala, os pesquisadores de Uppsala foram capazes de demonstrar uma interação fraca entre os momentos magnéticos na molécula vizinha, que foram transmitidos através dos elétrons de ouro, a chamada interação Ruderman-Kittel-Kasuya-Yosida (RKKY). Embora as moléculas de metal ftalocianina não reajam quimicamente com o ouro de metal nobre, os elétrons do ouro percebem os momentos magnéticos de spin na molécula e transmitem essa informação à molécula vizinha.

p Os pesquisadores também detectaram que outra interação física fundamental, a exibição de Kondo, neutralizou a ordem magnética. Isso ocorreu porque os elétrons de ouro mudaram seus momentos magnéticos de spin para neutralizar o momento da molécula, algo que eles não tiveram muito sucesso, e, portanto, a ordem magnética de longo alcance foi formada.

p "Foi incrível que nossos cálculos cuidadosos pudessem estabelecer como a ordem magnética é formada na camada molecular, "diz Peter Oppeneer, Professor do Departamento de Física e Astronomia da Universidade de Uppsala. "Nossa descoberta pode abrir caminho para o estudo de estados magnéticos quânticos até agora desconhecidos, e contribui para a realização da spintrônica quântica molecular. "