Nanodraden supergevoelig voor magneetvelden

Met een zwak magneetveld de stroomgeleiding van een nanodraad vrijwel helemaal blokkeren, bij kamertemperatuur? Eindhovense onderzoekers bedachten vorig jaar hoe dit zou kunnen. Collega’s in Twente hebben het nu ook daadwerkelijk gerealiseerd. Dit heeft geleid tot een gezamenlijke publicatie in toptijdschrift Science. De spectaculaire ontdekking kan leiden tot radicaal nieuwe magneetveldsensors, bijvoorbeeld voor smartphones.

TU/e’ers dr. Sander Kersten, dr. Peter Bobbert en dr. Stefen Meskers meldden vorig jaar al dat het mogelijk zou moeten zijn om bij kamertemperatuur de elektrische weerstand van nanodraden van een bepaald soort polymeer dramatisch te verhogen met een zwak magneetveld. Collega-onderzoekers van de Universiteit Twente hebben het nu voor elkaar gekregen om de elektrische geleiding vrijwel geheel plat te leggen. Bobbert en Kersten zorgden voor de theoretische verklaring en modellering bij de publicatie, die afgelopen week verscheen in Science.

De wetenschappers gebruikten voor hun experimenten het organische molecuul DXP, een rode kleurstof van dezelfde soort die Ferrari ooit gebruikte voor zijn befaamde Testarossa. Om deze moleculen te rijgen tot één-dimensionale ketens van tussen de dertig en honderd nanometer, pasten ze een truc toe: ze sloten de moleculen op in zeolietkristallen. Zeolieten zijn poreuze mineralen met smalle kanalen, net zoals liftschachten in een flatgebouw. De diameter van de kanalen in de gebruikte zeolieten was maar één nanometer groot, slechts een beetje wijder dan de diameter van de moleculen. Hierdoor was het mogelijk om binnenin een zeolietkanaal ketens te maken van uitgelijnde moleculen van slechts één molecuul dik.

De verandering van de elektrische weerstand door middel van een magneetveld wordt magnetoweertand genoemd en is technologisch zeer belangrijk. Het wordt bijvoorbeeld veel gebruikt in harddisk leeskoppen. Het mechanisme dat verantwoordelijk is voor de extreem hoge magnetoweerstand in de moleculaire draden is mogelijk nauw verwant aan het biologisch kompas dat sommige trekvogels gebruiken om zich te oriënteren op het aardmagnetisch veld.Nanodraden supergevoelig voor magneetvelden

Deel dit artikel