Molekularni kristali sa provodljivošću i magnetizmom, zbog svoje niske koncentracije nečistoća, pružaju vredan uvid u valentne elektrone. Oni su pomogli u povezivanju naelektrisanja sa supravodljivošću i istraživanju kvantnih spinskih tečnosti, gde spinovi elektrona ostaju poremećeni čak i na ekstremno niskim temperaturama.
Očekuje se da će valentni elektroni sa kvantnim svojstvima takođe pokazati pojavne fenomene, što ove kristale čini neophodnim za proučavanje funkcionalnosti novih materijala.
Međutim, stepen u kome valentni elektroni u molekularnim kristalima doprinose magnetizmu ostaje nejasan, ostavljajući njihova kvantna svojstva nedovoljno istraženim. Da bi se ovo pozabavilo, istraživački tim je koristio svetlost za analizu aranžmana valentnih elektrona, nadovezujući se na studije superprovodnika i kvantnih spinskih tečnosti. Nalazi su objavljeni u Phisical Reviev B.
Molekularni kristal (C₂H₅)(CH₃)₃As[Pd(C₃S₅)₂]₂ sadrži molekule [Pd(C₃S₅)₂]₂ u vrhovima trouglaste rešetke, sa po jednim valentnim elektronom dodeljenim „formalno” svakom „formalno” k. Stvarna distribucija ovih elektrona je eksperimentalno određena. Sinhrotronska infracrvena svetlost, zajedno sa bliskom infracrvenom i vidljivom laserskom svetlošću, korišćena je za zračenje kristala, izazivajući molekularne vibracije.
Analiza vibracionih frekvencija otkrila je detalje o lokacijama valentnih elektrona, rasponima pokretljivosti i da li su međumolekulske udaljenosti konstantne ili promenljive. Ovo je omogućilo proučavanje rasporeda valentnih elektrona unutar kristala.
U početku se verovalo da je magnetan, a otkriveno je da materijal ima oko polovine svojih valentnih elektrona koji ne doprinose magnetizmu, već formiraju parove. Ovi parovi su pokazali svojstva koja podsećaju na supravodljivo stanje izazvano fluktuacijama naelektrisanja.
Kako se temperatura smanjivala, broj parova se povećavao i na kraju zasićen, dok su preostali elektroni formirali antiferomagnetni raspored. Na ekstremno niskim temperaturama, elektroni koji doprinose magnetizmu koegzistiraju sa nemagnetnim elektronima, formirajući fiksni raspored na trouglastoj rešetki. Ovo mešovito stanje veoma liči na zamrznutu konfiguraciju dinamičkih valentnih elektrona uočenih u spin-tečnim kandidatskim materijalima.
Ova studija otkriva skriveni potencijal valentnih elektrona koji ne doprinose magnetizmu u otkrivanju svojstava relevantnih za superprovodljivost, magnetnu otpornost i spintroniku. Štaviše, on premošćuje jaz između nemagnetnih i supraprovodnika povezanih sa magnetizmom, utirući put za buduća istraživanja svojstava kvantnog materijala.
