Nuova luce su dispositivi spintronici organici
La combinazione di metalli ferromagnetici e materiali molecolari ha aperto la strada alla progettazione di nuovi dispositivi con nuove funzionalità. Conosciuto come spintronica organica, questo settore emergente ha attirato una grande attenzione negli ultimi anni. I dispositivi spintronici organici come le valvole di spin sono particolarmente interessanti, in quanto sfruttano la lunga durata dello spin dei semiconduttori organici. Tuttavia, rimane ancora molto da scoprire relativamente al trasporto di carica e di spin in questi materiali. Il progetto HELIOS (“High-efficiency light-emitters with organic spintronics”), finanziato dall’UE, incentrato sull’iniezione efficiente di correnti con polarizzazione di spin in strati di semiconduttori organici per migliorare in ultima analisi, il consumo di energia nei LED. Gli scienziati hannno cercato di individuare le correlazioni tra ordine molecolare, conduttività di carica e proprietà del trasporto di spin, e di analizzare l’impatto di queste ultime sull’efficienza in termini di emissione luminosa. I membri del progetto hanno inizialmente studiato il composto organico pentacene per la sua natura polimorfa. Tuttavia, si sono rivolti ad altri semiconduttori organici come l’antracene, la ftalocianina di rame e il rubrene, poiché il pentacene reagisce con l’ossigeno molto facilmente. Il lavoro del progetto è stato orientato verso iniezione di spin all’interfaccia ferromagnetica e organica e sui film sottili. Gli scienziati hanno studiato come gli strati di fluoruro di litio possano modificare lo spin degli elettroni trasportati attraverso le valvole di spin. I risultati hanno dimostrato che l’orientamento dello spin nelle valvole di spin organiche e nelle giunzioni a effetto tunnel magnetico inorganiche può essere regolato modificando l’ordine di deposizione dei diversi strati. Gli scienziati sono riusciti a ottimizzare un metodo di litografia basata sulle sostanze chimiche fluorurate per produrre transistor su film sottili organici o cristalli singoli. Questi transistor combinavano migliori caratteristiche (lunghezze di canale ridotte e soglie di tensione del gate) rispetto ad altri dispositivi organici prodotti mediante altre tecniche di litografia. Ciò è dovuto all’interfaccia pulita tra materiali organici e metallo. Tuttavia, gli scienziati sono stati in grado di ridurre ulteriormente la lunghezza di canale per osservare iniezione di spin. Il lavoro di HELIOS rappresenta un prezioso contributo allo sviluppo di dispositivi basati sulla spintronica dei semiconduttori organici. I risultati del progetto dovrebbero portare a importanti innovazioni nel campo dell’elettronica.
