【儀表網(wǎng) 研發(fā)快訊】近日，國(guó)家納米科學(xué)中心孫向南研究員團(tuán)隊(duì)在有機(jī)自旋電子學(xué)領(lǐng)域取得重要進(jìn)展，基于開發(fā)的電光補(bǔ)償策略實(shí)現(xiàn)了室溫下有機(jī)自旋電子學(xué)器件磁響應(yīng)信號(hào)的寬范圍調(diào)控及器件的多功能性應(yīng)用。相關(guān)研究成果以Room-Temperature Organic Spintronic Devices with Wide Range Magnetocurrent Tuning and Multifunctionality via Electro-Optical Compensation Strategy為題，在線發(fā)表于Advanced Materials(DOI: 10.1002/adma.202417995)。
 

　　在自旋電子學(xué)領(lǐng)域，能夠在室溫下表現(xiàn)出大范圍可調(diào)的磁響應(yīng)信號(hào)的器件具有重要的應(yīng)用價(jià)值，尤其是在先進(jìn)傳感、數(shù)據(jù)存儲(chǔ)和多功能技術(shù)中。有機(jī)半導(dǎo)體因其獨(dú)特的超長(zhǎng)自旋壽命和豐富的光電特性，被認(rèn)為是實(shí)現(xiàn)此類器件的理想候選材料。然而，目前的有機(jī)自旋器件受限于有限的設(shè)計(jì)策略，磁流比通常低于10%，嚴(yán)重限制了其多功能應(yīng)用潛力。
 

　　針對(duì)這一挑戰(zhàn)，孫向南研究團(tuán)隊(duì)通過光-電-磁復(fù)合場(chǎng)協(xié)同調(diào)控有機(jī)半導(dǎo)體中的載流子輸運(yùn)、自旋相關(guān)反應(yīng)和光生載流子動(dòng)力學(xué)，成功實(shí)現(xiàn)了器件磁流比的任意調(diào)制。在柔性襯底上制作的有機(jī)自旋器件在室溫下表現(xiàn)了高達(dá)+13200%的正磁流比和−10600%的負(fù)磁流比，并可以在此范圍內(nèi)精確調(diào)控。此外，該光-電-磁復(fù)合場(chǎng)協(xié)同調(diào)控策略在不同類型的器件中均表現(xiàn)出良好的普適性。通過將光、偏置、磁場(chǎng)和機(jī)械柔性等多個(gè)可控參數(shù)集成到一個(gè)器件中，激活了室溫多功能應(yīng)用，該器件可作為高靈敏度磁場(chǎng)傳感器、復(fù)合磁場(chǎng)傳感器、磁電流逆變器和磁控人工突觸等。這些發(fā)現(xiàn)為設(shè)計(jì)高性能、多功能的器件提供了新思路，對(duì)未來(lái)的自旋相關(guān)技術(shù)具有廣泛的意義。
 

　　國(guó)家納米科學(xué)中心博士生孟珂、國(guó)家納米科學(xué)中心與北京工業(yè)大學(xué)聯(lián)合培養(yǎng)博士生李敏和郭立丹副研究員為論文共同第一作者，孫向南研究員為通訊作者。該工作得到國(guó)家自然科學(xué)基金原創(chuàng)項(xiàng)目、面上項(xiàng)目、青年項(xiàng)目，中國(guó)科學(xué)院戰(zhàn)略性先導(dǎo)專項(xiàng)、北京市自然科學(xué)基金、北京市科技新星計(jì)劃、中國(guó)博士后科學(xué)基金會(huì)和中國(guó)科學(xué)院引才計(jì)劃的資助。
 

圖. 有機(jī)自旋器件結(jié)構(gòu)、電光補(bǔ)償機(jī)理示意圖以及磁響應(yīng)信號(hào)展示