Simpelt kobber bliver en effektiv spintronisk komponent takket være molekylær film

Fysikere har skabt en fabrikeret teknik til spintroniske enheder. Disse højtydende, enheder med lav effekt har en lovende fremtid, så effektive måder at lave dem på er meget eftertragtede. Den nye fremstillingsmetode bruger organiske molekyler, der er relativt nemme at konfigurere til mange formål. Lag af molekyler kunne males eller printes på metaller for at skabe nye elektroniske funktioner.

Spintronic-enheder kan en dag erstatte nuværende elektroniske enheder. Hvorimod elektroniske enheder er afhængige af en strøm af ladning i form af elektroner i bevægelse, spintroniske enheder udnytter en anden egenskab ved elektroner kendt som spin. Dette er relateret til elektronens vinkelmomentum, og strømmen af ​​spin kaldes en spinstrøm.

Der er flere udfordringer ved at realisere nyttige spintroniske enheder. Blandt disse er inducering af en spinstrøm, og derefter at tilføre spintronic-komponenter nyttige funktioner såsom evnen til at opbevare data til brug som højhastighedshukommelse. Research Associate Hironari Isshiki og hans team fra University of Tokyos Institute for Solid State Physics har fundet en ny og elegant måde at tackle begge disse komplekse udfordringer på.

"Vi har med succes demonstreret en effektiv konvertering af spinstrøm til ladestrøm i en kobberprøve takket være et simpelt lag 'maling'. Dette lag er kun et molekyle tykt, og omfatter et organisk stof, " sagde Isshiki. "Enhedens konverteringseffektivitet er sammenlignelig med den for enheder lavet med uorganiske metalliske materialer såsom platin eller vismut. Imidlertid, i forhold til de uorganiske materialer, organiske materialer er meget nemmere at manipulere for at producere forskellig funktionalitet."

Dette organiske lag er lavet af et stof kaldet bly(II)phthalocyanin. En spinstrøm indsprøjtet i overfladen dækket af molekylet omdannes effektivt til en velkendt ladningsstrøm. Forskerne eksperimenterede med lag af forskellig tykkelse for at se, hvilket der ville være mest effektivt. Når laget var et enkelt molekyle tykt, molekylerne justerede i et ordnet arrangement, der gav den mest effektive spin-til-opladning strømkonvertering.

"Især organiske molekyler giver spintronik-forskere en høj grad af designfrihed, da de er relativt lette at arbejde med. Den slags funktionelle komponenter, vi håber at se, er ting, der kunne være nyttige inden for højtydende databehandling eller i lav- strømudstyr, " forklarede Isshiki. "De utroligt tynde lag, der kræves, betyder også, at vi en dag kan skabe fleksible enheder eller endda enheder, du kan oprette med en speciel type printer."

De næste trin for Isshiki og kolleger er at udforske andre konfigurationer af organiske lag på ledende materialer for at realisere nye spin-funktioner. De ønsker også at undersøge omdannelse af ladning til spinstrøm, den omvendte proces til den, der ses i denne demonstration. Dette forskningsområde har til formål i høj grad at fremskynde studiet af spintronik med organiske molekyler.