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Espintrónica conformada en monocapas autoensambladas

La espintrónica orgánica constituye un campo de investigación intrigante que cuenta ya con casi quince años de estudio. Un proyecto financiado por la UE abrió el camino hacia una nueva generación de uniones de túnel magnéticas y de diodos emisores de luz (LED), fabricados por deposición de monocapas autoensambladas (SAM) en electrodos ferromagnéticos.
Espintrónica conformada en monocapas autoensambladas
Los electrones que recorren distancias largas sin perder su polarización del espín ni el control sobre la misma constituyen referencias importantes para la construcción de dispositivos espintrónicos innovadores. En comparación a sus homólogos inorgánicos, los materiales orgánicos exhiben un acoplamiento espín-órbita bajo que les permite conservar su espín durante un periodo prolongado, lo cual es muy deseable de cara a las aplicaciones de almacenamiento de datos.

Diversas investigaciones demuestran que las hibridaciones dependientes del espín en las interfaces entre electrodos ferromagnéticos y moléculas permiten controlar la polarización tanto magnética como del espín. El enfoque principal del proyecto SAMSFERE (Self-assembled monolayers over ferromagnetic electrodes for organic spintronics), financiado por la UE, se centró en estudiar las uniones de túnel magnéticas orgánicas fabricadas a partir de monocapas autoensambladas (SAM).

Partiendo del éxito de su labor previa en la funcionalización de manganitas de lantano dopadas con estroncio (LSMO), para la que se emplearon SAM de ácido alquilfosfónico, los investigadores de dicho proyecto estudiaron la influencia de los injertos de SAM sobre las propiedades electrónicas de las LSMO, aplicando para ello diferentes técnicas espectroscópicas. Los resultados mostraron que el uso de SAM como barreras de túnel es capaz de aumentar drásticamente la magnetorresistencia de túnel. Se registraron aumentos, en función de la longitud de la cadena alquílica, de hasta un doscientos cincuenta por ciento en la magnetorresistencia de túnel a temperaturas bajas.

A partir de un método desarrollado recientemente que permite recuperar superficies metálicas ferromagnéticas oxidadas sin alterar las propiedades interfaciales, los investigadores integraron SAM en uniones de túnel magnéticas, empleando diferentes materiales en los electrodos ferromagnéticos. Los resultados demostraron que la magnetorresistencia de túnel era superior en las uniones de túnel magnéticas a base de hierro-níquel, comparadas a las de cobalto.

Los estados de hibridación por espín en las interfaces entre electrodos ferromagnéticos y moléculas pueden influir sobre las propiedades del transporte de espín en los dispositivos espintrónicos y aportar funcionalidades radicalmente nuevas, adecuadas para diversas aplicaciones informáticas. Podrían asimismo ofrecer nuevas oportunidades merced a la ampliación del límite de eficiencia de los LED orgánicos.

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Palabras clave

Monocapas autoensambladas, espintrónica orgánica, LED, electrodos ferromagnéticos, SAMSFERE
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