一项发表在《自然通讯》上的研究涉及马德里纳米科学高级研究所 (IMDEA) 和塞维利亚大学的研究人员，首次测量了内部具有自旋交联分子的单个碳纳米管的电导率。

随着电子设备不断缩小以满足市场需求，科学家们正在努力开发使它们工作的微小组件。对快速高效的流程有着持续的需求，而自旋逻辑 (Spintronics) 设备可能是塑造计算未来的解决方案。在这里，磁性分子可以为传统电子产品增添新的变化。特别是，自旋交叉 (SCO) 分子符合一系列零维 (0D) 功能单元，这些单元显示由外部刺激(如光、压力或温度)激活的电结构变化触发的自由基自旋开关。自旋开关赋予 SCO 分子出色的能力和功能，可用于纳米电子学。然而，到目前为止，它们的绝缘特性阻止了这些分子的充分利用。

将 SCO 分子有效地结合到导电材料中的开创性系统是将它们引入导电碳纳米管内。碳纳米管是一维 (1D) 材料，坚固、轻便，最重要的是，它是高度导电的微型导线，直径通常为 1-5 纳米，但长度可达厘米。IMDEA Nanociencia 的一组研究人员首次将铁基 SCO 分子封装在碳纳米管内。单壁碳纳米管作为导电骨架，承载、保护和感知分子的 SCO 自旋状态，并克服了它们的绝缘缺陷。

由 Emilio M. Pérez 教授、José Sanchez Costa 博士和 Enrique Burzurí 博士领导的研究人员通过介电泳研究了通过嵌入纳米级晶体管中的单个碳纳米管的电子传输。他们发现纳米管的电导发生了变化，这种变化被封装的 SCO 分子的自旋状态所改变。两种导电状态之间的转变是由一个热开关触发的，结果证明它是不对称的：转变温度点向下与向上温度计不同。这一事实开启了晶体样品中不存在的滞后现象，并且混合系统出现了许多有趣的潜在应用：“这些系统就像纳米级的微型存储元件，因为它们呈现出随温度变化的滞后循环。

塞维利亚大学研究人员的理论计算支持了实验结果。在转换过程中，SCO 分子的轨道发生变化，因此它们与碳纳米管发生杂化，进而改变了后者的电导率。处于低自旋状态的 SCO 分子与纳米管有更强的相互作用;它们更难改变自旋状态，这会转化为特定温度下纳米管电导率的“跳跃”，这取决于初始自旋状态。

SCO分子的单壁内的这第一浇铸碳 纳米管是一种基本的研究结果有助于了解这些行为的分子在非常小的空间受限时，并为它们读出和定位成纳米器件骨干。作者希望这种混合维 (0D-1D) 混合体可以利用其组成材料的最佳特性，利用自旋状态作为另一个自由度。这种微小的导线和开关可以在制备规模上生产，并且可能代表纳米级磁性系统发展的相关步骤。