Eisen ist magnetisch, weil die Atome dieses Elements sich wie kleine Elementarmagnete verhalten. Werden diese zum Beispiel in einem elektrischen Feld parallel ausgerichtet, halten sie ihre Orientierung bei – das Material bleibt dann auch nach außen hin magnetisch. Die Frage, die Cornia und seine Mitarbeiter sich stellten, ist: Wie kann man die magnetischen Eigenschaften kleiner Ansammlungen von Eisenatomen gezielt verändern?

Ein Molekül aus sechs Eisen-Ionen, die ringförmig um ein zentrales Lithium-Ion angeordnet sind, ist für diese Frage ein geeignetes Studienobjekt: Die Metall-Ionen kommen sich in diesem Gebilde sehr nahe, Störungen durch Eisen-Ionen aus benachbarten Molekülen können dagegen ausgeschlossen werden, da diese durch eine entsprechende Hülle aus nichtmagnetischen Molekülteilen auf Distanz gehalten werden.

Die detaillierte Untersuchung des Ringmoleküls an einer empfindlichen Meßanlage zeigte, daß die Verbindung an der Grenze zwischen einem "richtigen" Magneten und einem unmagnetischen Material steht: Normalerweise heben sich die magnetischen Beiträge der Eisen-Ionen in diesem Ring genau auf. Bringt man das Molekül jedoch in ein starkes Magnetfeld, klappen – je nach Stärke des äußeren Felds – einige dieser Elementarmagneten um, und das Molekül baut stufenweise ein eigenes Magnetfeld auf, das dem äußeren entgegengesetzt ist.

Eine Überraschung gab es, als die Forscher das Lithium-Ion aus der Mitte des Eisenkranzes entfernten und durch ein Natrium-Ion ersetzen: Das größere Natrium-Ion verstärkte die Wechselwirkung der Eisen-Ionen untereinander, so daß zu ihrem "Umklappen" ein stärkeres äußeres Feld notwendig war. Vielleicht lassen sich nach einem ähnlichen Baukastenprinzip einmal magnetische Spezialwerkstoffe für extrem dichte Informationsspeicher oder magneto-optische Schalter maßschneidern.