Spintronica applicata a monostrati auto-assemblati
Elettroni che viaggiano su lunghe distanze senza perdere la propria polarizzazione di spin, come anche il controllo sulla polarizzazione di spin, rappresentano importanti banchi di prova per dispositivi spintronici innovativi. Rispetto agli omologhi inorganici, i materiali organici vantano un basso accoppiamento spin-orbita, il che consente loro di mantenere lo spin per molto tempo, caratteristica altamente desiderabile per le applicazioni di archiviazione delle informazioni. La ricerca ha dimostrato che le ibridazioni dipendenti dallo spin alle interfacce tra elettrodi ferromagnetici e molecole attivano il controllo di magnetismo e polarizzazione di spin. L’obiettivo principale del progetto SAMSFERE (Self-assembled monolayers over ferromagnetic electrodes for organic spintronics), finanziato dall’UE, riguarda lo studio di giunzioni organiche a effetto tunnel magnetico basate su monostrati SAM. Ampliando il successo del precedente lavoro sulla funzionalizzazione della manganite di stronzio e lantanio (LSMO) mediante monostrati SAM con acido fosfonico alchilico, i ricercatori hanno studiato l’influenza degli innesti SAM sulle proprietà elettroniche relative alla LSMO, utilizzando differenti tecniche spettroscopiche. I risultati hanno dimostrato che l’utilizzo dei monostrati SAM come barriere tunnel può aumentare drasticamente la magnetoresistenza a effetto tunnel. A seconda della lunghezza relativa alla catena alchilica, è stato segnalato un aumento fino al 250 % della magnetoresistenza a effetto tunnel, alle basse temperature. Utilizzando un metodo recentemente sviluppato per recuperare le superfici di metallo ferromagnetiche ossidate, senza alterare le proprietà interfacciali, i ricercatori hanno integrato i monostrati SAM nelle giunzioni a effetto tunnel magnetico, utilizzando diversi materiali negli elettrodi ferromagnetici. I risultati hanno dimostrato che tale magnetoresistenza a effetto tunnel era più alta nelle giunzioni a base di ferro-nichel rispetto a quelle di cobalto. Gli stati di spin ibridati alle interfacce ferromagnete-molecola possono influenzare le proprietà di trasporto di spin dei dispositivi spintronici e fornire funzionalità radicalmente nuove, adatte per applicazioni di tecnologia informatica. Inoltre, tali stati possono offrire nuove opportunità di espansione del limite di efficienza dei LED organici.
Parole chiave
Monostrati auto-assemblati, spintronica organica, LED, elettrodi ferromagnetici, SAMSFERE
