p Cientistas da Universidade de Estrasburgo, França, em estreita colaboração com colegas de centros de pesquisa em San Sebastián, Espanha, e Jülich, Alemanha, alcançaram um avanço na detecção de momentos magnéticos de estruturas em nanoescala. Eles conseguiram tornar os momentos magnéticos visíveis com uma resolução até o nível atômico usando um microscópio de tunelamento de varredura, um dispositivo que tem sido padrão na ciência por muitos anos. Os pesquisadores o tornaram sensível às propriedades magnéticas, colocando uma pequena molécula contendo um átomo de níquel na ponta do microscópio. Os resultados publicados na atual edição da Ciência abre um novo caminho para alcançar insights fundamentais em estruturas de escala atômica e para o design de dispositivos de escala atômica futuros, como dispositivos de armazenamento em nanoescala e simuladores quânticos. p Para explorar o mundo de átomos e moléculas individuais, os cientistas usam microscópios que não dependem de um raio de luz ou elétrons, mas podem ser vistos como a versão definitiva de um toca-discos análogo. Esses instrumentos, microscópios de sonda de varredura nomeados, use a ponta de uma agulha afiada como ponta para 'ler' as ranhuras criadas por átomos e moléculas na superfície de suporte. Para sentir a proximidade entre a ponta e a superfície, os cientistas usam uma minúscula corrente elétrica que começa a fluir quando ambas estão separadas apenas por uma fração de nanômetro - ou seja, um milionésimo de milímetro. Regular a ponta para manter essa distância permite a imagem topográfica ao escanear a superfície.

p Embora a ideia básica de tais microscópios tenha sido desenvolvida desde a década de 1980, somente durante a última década os cientistas em diferentes laboratórios aprenderam a expandir as capacidades desses microscópios, projetando habilmente a extremidade de sua ponta de sondagem. Por exemplo, anexando uma pequena molécula, como CO ou hidrogênio, um aumento sem precedentes na resolução espacial foi alcançado, no qual a flexibilidade da molécula tornou até mesmo as ligações químicas visíveis.

p De forma similar, os autores da publicação recente em Ciência sua instrumentação especialmente concebida para trazer uma nova função para a ponta afiada:eles a tornaram sensível aos momentos magnéticos, colocando uma molécula contendo um único átomo de níquel - um chamado ímã molecular quântico - no ápice. Essa molécula pode ser levada eletricamente a diferentes estados magnéticos com facilidade, de forma que atue como um minúsculo ímã. Embora seu estado fundamental não possua efetivamente nenhum momento magnético, seus estados excitados têm um momento magnético que detecta momentos próximos com resolução espacial sem precedentes e alta sensibilidade.

p A importância dessa conquista é múltipla. Pela primeira vez, este método torna possível criar imagens de estruturas de superfície em combinação com suas propriedades magnéticas em resolução atômica. O uso de uma molécula como sensor ativo o torna muito reproduzível e fácil de implementar em instrumentos usados ​​por outros grupos que trabalham na área em todo o mundo. Momentos magnéticos "escuros" de estruturas magnéticas complexas, que geralmente são difíceis de medir, tornar-se acessível, o que é importante para entender sua estrutura interna. E o método oferece outra vantagem. Como o estado fundamental do sensor molecular é não magnético, a medição induz apenas uma ação traseira mínima no sistema em estudo, o que é importante para estados voláteis em nanoescala.

p Resumindo, com este trabalho, os cientistas expandiram sua caixa de ferramentas em nanoescala com uma nova ferramenta sensível às propriedades magnéticas que será importante para aplicações futuras - que vão desde dispositivos de memória em nanoescala a novos materiais ou aplicações no campo da simulação quântica e computação.