Spintronik auf selbstorganisierten Monoschichten
Elektronen, die sich über lange Strecken bewegen, ohne ihre Spinpolarisation sowie die Kontrolle über die Spinpolarisation zu verlieren, sind wichtige Maßstäbe für innovative Spintronikbauteile. Im Vergleich zu ihren anorganischen Pendants haben organische Materialien eine geringe Spin-Bahn-Kopplung, durch die sie ihren Spin für eine lange Zeit beibehalten können, was für Anwendungen der Informationsspeicherung höchst wünschenswert ist. Forschungen haben gezeigt, dass spinabhängige Hybridisierungen an Grenzflächen zwischen ferromagnetischen Elektroden und Molekülen die Steuerung sowohl von Magnetismus als auch von Spin-Polarisation ermöglichen. Den Schwerpunkt des EU-geförderten Projekts SAMSFERE (Self-assembled monolayers over ferromagnetic electrodes for organic spintronics) bildete die Untersuchung von organischen magnetischen Tunnelverbindungen auf Basis von SAM. Aufbauend auf dem Erfolg ihrer bisherigen Arbeiten zur Funktionalisierung von LSMO mit Alkylphosphonsäure-SAM untersuchten die Forscher den Einfluss von SAM-Pfropfen auf die elektronischen Eigenschaften von LSMO unter Verwendung verschiedener spektroskopischer Techniken. Die Ergebnisse zeigten, dass SAM als Tunnelbarrieren den Tunnelmagnetowiderstand wesentlich erhöhen können. In Abhängigkeit von der Alkylkettenlänge konnte eine Zunahme beim Tunnelmagnetowiderstand von bis zu 250% bei niedrigen Temperaturen beobachtet werden. Mithilfe einer neu entwickelten Methode zur Wiedergewinnung von oxidierten ferromagnetischen Metalloberflächen, ohne die Grenzflächeneigenschaften zu verändern, integrierten die Forscher SAM in magnetische Tunnelübergänge, wobei sie unterschiedliche Materialien in ferromagnetischen Elektroden verwendeten. Die Ergebnisse zeigten, dass der Tunnelmagnetowiderstand in magnetischen Tunnelübergängen basierend auf Eisen-Nickel im Vergleich zu solchen auf Kobaltbasis höher war. Spin-hybridisierte Zustände an Ferromagnet-Molekular-Schnittstellen können die Spintransporteigenschaften von Spintronik-Bauteilen beeinflussen und radikal neue Funktionalitäten für Anwendungen in der Informationstechnologie liefern. Außerdem könnten sie neue Möglichkeiten bieten, die Effizienzgrenze von organischen LEDs zu erweitern.
Schlüsselbegriffe
Selbstorganisierende Monoschichten, organische Spintronik, LEDs, ferromagnetische Elektroden, SAMSFERE
