Skip to main content
European Commission logo print header

High Efficiency LIght-emitters with Organic Spintronics

Article Category

Article available in the following languages:

Neues Wissen zu organischen Spintronik-Geräten

EU-finanzierte Wissenschaftler machten einen wichtigen Schritt in Richtung einer neuen Generation von Leuchtdioden (LEDs), indem sie die Injektion von spinpolarisierten Strömen in organische Halbleiter untersuchten.

Industrielle Technologien icon Industrielle Technologien

Die Kombination von ferromagnetischen Metallen und molekularen Materialien hat den Weg für die Entwicklung neuer Geräte mit neuartigen Funktionalitäten geebnet. Das neue, als organische Spintronik bezeichnete Gebiet hat in den letzten Jahren große Aufmerksamkeit auf sich gezogen. Organisch basierte Spintronik-Geräte wie Spinventile sind besonders interessant, da sie die Vorteile der langen Spinlebensdauer der organischen Halbleiter nutzen. Allerdings weiß man nur wenig über Ladung und Spintransport in diesen Materialien. Das EU-finanzierte Projekt "High-efficiency light-emitters with organic spintronics" (HELIOS) konzentrierte sich auf die effiziente Injektion von spinpolarisierten Strömen in organische Halbleiterschichten, um letztlich den Energieverbrauch von LED zu verbessern. Die Wissenschaftler untersuchten, wie molekulare Ordnung, Ladungsleitfähigkeit und Spintransporteigenschaften zusammenhängen und wie diese Eigenschaften die Lichtemissionseffizienz beeinflussen. Die Projektmitglieder studierten zunächst die organische Verbindung Pentacen aufgrund ihrer polymorphen Natur. Allerdings wandten sie sich dann anderen organischen Halbleitern wie Anthracen, Kupferphthalocyanin und Rubren zu, weil Pentacen sehr leicht mit Sauerstoff reagiert. Die Projektarbeit zielte auf die Spininjektion an der Schnittstelle von ferromagnetischen und organischen Schnittstellen und auf Dünnfilme. Die Wissenschaftler untersuchten, wie Lithiumfluoridschichten den durch Spinventile transportierten Spin von Elektronen ändern können. Die Ergebnisse zeigten, dass Spinorientierung in organischen Spinventilen und anorganischen magnetischen Tunnelübergängen durch die Änderung der Abscheidungsreihenfolge der verschiedenen Schichten eingestellt werden kann. Wissenschaftler konnten ein Lithografieverfahren auf Basis von fluorierten Chemikalien optimieren, um Transistoren auf der Oberseite von organischen Dünnfilmen oder Einkristallen zu erzeugen. Diese Transistoren vereinten bessere Eigenschaften (reduzierte Kanallängen und Gate-Spannungsschwellen) im Vergleich zu anderen organischen Geräten, die mit anderen Lithographietechniken hergestellt sind. Dies lag an der sauberen Schnittstelle zwischen organischen und metallischen Materialien. Trotzdem waren die Wissenschaftler nicht in der Lage, die Kanallänge für die Beobachtung von Spininjektion weiter zu reduzieren. Die Arbeiten im Rahmen von HELIOS stellen einen wichtigen Schritt für die Entwicklung von Geräten auf Basis organischer Halbleiter-Spintronik dar. Die Projektergebnisse sollten zu wichtigen Durchbrüchen in der Elektronik führen.

Schlüsselbegriffe

Leuchtdioden, spinpolarisierte Ströme, organische Halbleiter, organische Spintronik, Spinventile

Entdecken Sie Artikel in demselben Anwendungsbereich