【儀表網(wǎng) 研發(fā)快訊】作為自旋電子學的一個新興分支，有機自旋電子學器件具有成本低、可溶液加工、重量輕、可化學裁剪等特點，它將有機分子獨特的優(yōu)點與自旋調(diào)控相結(jié)合，在帶來新材料、新架構(gòu)和新機制的同時，也為下一代高性能量子器件提供了新的研發(fā)路線。對自旋界面進行設(shè)計和優(yōu)化是提高有機自旋閥器件性能的一個重要技術(shù)手段。在現(xiàn)階段，調(diào)控自旋界面的主要方法是諸如化學工程、改變有機分子的種類等非原位技術(shù)，而對于自旋界面的原位、非破壞性調(diào)控則鮮有報道，這限制了有機自旋電子學的理論研究和實際應用。
 

　　為解決上述問題，中國科學院寧波材料技術(shù)與工程研究所磁性材料應用技術(shù)研究中心在沈保根院士的帶領(lǐng)下與天津大學胡文平教授團隊、中國科學院物理研究所胡鳳霞研究員團隊合作，將應變電子學與有機自旋電子學相結(jié)合，首次構(gòu)筑了具有帶有柵極結(jié)構(gòu)的聚合物自旋閥器件，并在其中獲得了高達281%的磁電阻。器件的工作狀態(tài)可以通過柵極電壓實現(xiàn)原位調(diào)控，進而在單一器件中創(chuàng)造出10個穩(wěn)定工作態(tài)，大幅度增加傳統(tǒng)自旋閥器件的存儲密度。進一步分析表明，器件的大磁電阻和高可調(diào)諧性來源于有機/無機體系中獨特的自旋界面效應。本工作展示了有機自旋閥在信息存儲和處理方面的巨大潛力，揭示了自旋界面對于自旋相關(guān)效應的獨特放大作用，并提出了一種基于自旋界面在高性能自旋電子學器件中實現(xiàn)高效控制的新思路。
 

　　相關(guān)成果以“Achieving Significant Multilevel Modulation in Superior-quality Organic Spin Valve”為題發(fā)表在Advanced Materials(論文鏈接：https://doi.org/10.1002/adma.202416629)。寧波材料所博士后張丞為第一作者，天津大學丁帥帥副教授、物理研究所胡鳳霞研究員與寧波材料所沈保根院士為共同通訊作者。本工作得到科技部國家重點研發(fā)計劃、國家自然科學基金、中國科學院戰(zhàn)略性先導科技專項支持。
 

　　圖1 (a)有機自旋閥結(jié)構(gòu)示意圖，(b)自旋界面作用機制，(c)利用柵電壓實現(xiàn)多態(tài)調(diào)控