In zukünftigen Arbeiten planen die Forscher zunächst, die Wechselwirkungen der Metallzentren mit ihren Verbindungsstücken mit Hilfe von Computersimulationen und im Experiment zu variieren um zu verstehen, unter welchen Bedingungen sich zweidimensionale Quasikristalle bilden. Dieses Verständnis könnte helfen, in Zukunft gezielt neue quasikristalline Schichten zu entwickeln.
Solche Materialien sind vielversprechend. Denn die neuen metall-organischen quasikristallinen Netzwerke könnten Eigenschaften besitzen, die sie für viele verschiedene Anwendungsgebiete interessant machen. „Wir haben uns nun eine neue Spielwiese erschlossen, auf der wir nicht nur Quasikristallinität erforschen, sondern auch neue Funktionalitäten erschaffen können, vor allem in den Bereichen Optik und Magnetismus“, sagt Dr. David Écija vom IMDEA Nanoscience.
Zum einen könnten Wissenschaftler mit der neuen Methodik einmal gezielt quasikristalline Beschichtungen schaffen, die Photonen so beeinflussen, dass sie besser weitergeleitet oder nur bestimmte Wellenlängen durch das Material durchgelassen werden.
Außerdem könnten die Wechselwirkungen der Lanthanid-Bausteine in den neuen Quasikristallen helfen, magnetische Systeme mit ganz besonderen Eigenschaften zu entwickeln: Sogenannte „frustrierte Systeme“. Hier „stören“ sich die einzelnen Atome eines Kristallgitters so, dass an einem Gitterpunkt kein Energieminimum erreicht werden kann. Die Folge sind exotische magnetische Grundzustände, die beispielsweise als Informationsspeicher für künftige Quantencomputer erforscht werden.
Die Forschungsarbeit wurde unterstützt vom European Research Council (Advanced Grant MolArt), dem spanischen Ramón und Cajal Programm, der Comunidad de Madrid, dem Hong Kong Research Grants Council und dem TUM-HKUST Sponsorship Scheme for Targeted Strategic Partnerships.
LiteraturJóse I. Urgel, David Écija, Ran Zhang, Carlos-Andres Palma, Willi Auwärter, Nian Lin and Johannes V. Barth,
Quasicrystallinity expressed in two-dimensional coordination lattices, Nature Chemistry
Quelle