Создано гибридное спинтронное устройство

Американские физики из Университета штата Огайо создали гибридное спинтронное устройство.

Такое устройство, как следует из обозначения, должно использовать в работе спин электронов и объединять разнородные — неорганические и органические — материалы. Объединение позволяет решить одну важную эксплуатационную проблему: традиционные неорганические полупроводники, которые имеют требуемые в спинтронике магнитные свойства, функционируют только при температуре ниже –100 ˚C.
«На практике понадобятся материалы, работоспособные при комнатной температуре, и органические полупроводники подходят как нельзя лучше, — говорит один из авторов Эзикиел Джонстон-Гальперин (Ezekiel Johnston-Halperin). — Логично было бы перевести на органику все элементы спинтронных устройств, но нам нужно считаться с требованиями производства. Методики обработки неорганических полупроводников уже оптимизированы, и отказываться от них промышленность не собирается».

В экспериментах был использован **ферримагнитный полупроводник с органической основой V[TCNE]х (х ~ 2, TCNE — тетрацианоэтилен), о котором мы уже рассказывали. Слой V[TCNE]х учёные создали по методике осаждения из паровой фазы. Компанию ему составил вполне обычный светодиод на базе арсенида галлия и арсенида галлия-алюминия GaAs/AlGaAs; неорганические слои были сформированы методом молекулярно-лучевой эпитаксии.

Схема «спинового» светодиода и его вольт-амперная характеристика при 60 К (иллюстрация из журнала Physical Review Letters).

В этой структуре авторы сумели передать поляризованный по спину ток от V[TCNE]х к GaAs/AlGaAs. Доказательством того, что опыт прошёл успешно, стала поляризация электролюминесценции светодиода.

Разумеется, «спиновый» светодиод в его нынешнем виде не пойдёт в массовое производство. Он просто иллюстрирует возможность создания полупроводникового спинтронного устройства, работающего при комнатной температуре.

Полная версия отчёта опубликована в статье:

*Lei Fang, K. Deniz Bozdag, Chia-Yi Chen, P. A. Truitt, A. J. Epstein, and E. Johnston-Halperin Electrical Spin Injection from an Organic-Based Ferrimagnet in a Hybrid Organic-Inorganic Heterostructure. – 106, 156602 (2011) [4 pages]. Physical Review Letters

Источник