Una nueva luz sobre los dispositivos espintrónicos orgánicos
La combinación de metales ferromagnéticos y materiales moleculares ha abierto la puerta al diseño de nuevos dispositivos con funcionalidades novedosas. Este campo emergente, conocido como espintrónica orgánica, ha atraído un enorme interés en los últimos años. Son particularmente interesantes dispositivos espintrónicos con base orgánica como las válvulas de espín, que aprovechan el largo tiempo de vida del espín de los semiconductores orgánicos. Sin embargo, se sabe poco acerca de la carga y el transporte del espín en estos materiales. El proyecto financiado con fondos europeos «High-efficiency light-emitters with organic spintronics» (HELIOS) se centró en la inyección eficiente de corrientes con polarización de espín en capas de semiconductores orgánicos para mejorar en último término el consumo de energía de los LED. Los científicos investigaron cómo están correlacionados el orden molecular, la conductividad de carga y el transporte del espín y cómo estas propiedades afectan a la eficiencia de emisión de luz. Los integrantes del proyecto estudiaron inicialmente el compuesto orgánico pentaceno debido a su naturaleza polimórfica. No obstante, pronto pasaron a utilizar otros semiconductores orgánicos como antraceno, ftalocianina cúprica y rubreno, ya que el pentaceno reacciona muy fácilmente con el oxígeno. El trabajo del proyecto se centró en la inyección de espín en la interficie de materiales ferromagnéticos y orgánicos y en películas finas. Los científicos investigaron cómo mediante capas de fluoruro de litio se puede modificar el espín de los electrones transportados a través de válvulas de espín. Los resultados mostraron que la orientación del espín en válvulas de espín orgánicas y uniones túnel magnéticas inorgánicas se puede ajustar cambiando el orden de deposición de las distintas capas. Los investigadores consiguieron optimizar un método litográfico basado en compuestos químicos fluorados para producir transistores sobre películas finas o monocristales orgánicos. Dichos transistores exhibían una mejor combinación de características (menores longitudes de canal y umbrales de tensión de puerta) en comparación con otros dispositivos orgánicos obtenidos mediante otras técnicas litográficas, gracias a la interficie limpia existente entre materiales orgánicos y metálicos. No obstante, no fue posible reducir la longitud de canal lo suficiente como para observar la inyección de espín. Los trabajos realizados dentro del proyecto HELIOS representan un paso clave para desarrollar dispositivos basados en la espintrónica de semiconductores orgánicos. Sus hallazgos deberían dar lugar a avances importantes en el campo de la electrónica.
