Метод спиновой накачки создаёт предпосылки для органической спинтроники

Некоторые органические полупроводники могут переносить спин быстрее, чем они проводят заряд. Этот факт, установленный группой учёных из Великобритании, Чехии и Германии, позволит органическим материалам составить конкуренцию кремнию не только благодаря низкой себестоимости и простоте производства. Он также открывает новые перспективы создания более быстрых и более энергоэффективных компьютеров.

«Органические полупроводники до сих пор не считались реалистичными кандидатами на роль материала спинтроники, поскольку не удавалось перемещать спины вдоль полимерной цепочки достаточно далеко без потери исходной информации, — сказал Дипак Венкатешваран (Deepak Venkateshvaran), из Кавендишской лаборатории Кембриджского университета, один из авторов статьи, опубликованной в Nature Electronics. — По этой причине, в области органической спинтроники последнее десятилетие ничего не происходило».

В этой статье исследователи, возглавляемые представителями Кембриджа, рассказали о найденных ими условиях, в которых электронные спины в органическом материале перемещаются достаточно далеко, чтобы это можно было использовать в реальном спинтронном устройстве.

Для этого авторы искусственно увеличивали количество электронов в материале и внедряли туда чистый спиновый ток, используя так называемый метод спиновой накачки. Новый механизм спинового транспорта делает органические полупроводники превосходными проводниками спина. Этот механизм, в противоположность прежнему, отделяет спиновую информацию от заряда. Благодаря этому спин можно быстро переносить на расстояния до микрометра. Этого более чем достаточно для работы экспериментального образца спинтронного устройства.

«Органические полупроводники, имеющие большую дальность переноса спина и длительное время его жизни, являются многообещающими кандидатами для применения в будущих спиновых низкоэнергетических вычислительных, управляющих и коммуникационных устройствах, в области, где до настоящего времени преобладали неорганические полупроводники», — говорит доктор Венкатешваран.

Следующей задачей, стоящей перед авторами, является исследование влияния химического состава органического полупроводника на его способность эффективного переноса спиновой информации внутри прототипных устройств.

Ready, set, buy! Посібник для початківців - як придбати Copilot для Microsoft 365