TIPS-pentacene单晶有机自旋阀的自旋注入与传输特性研究（英文）

作者：王颖; 姚佳荣; 丁帅帅^*; 郭思宇; 崔大鹏; 王新月; 杨书院; 张利娟; 田馨孜; 吴镝; 金朝; 李荣金^*; 胡文平

来源：Science China-Materials, 2021, 64(11): 2795-2804.

与非晶或多晶相比,有机半导体单晶具有完美的晶体结构和较少的结构缺陷,因而具有高迁移率和低自旋散射,使其有望在自旋电子器件中获得长自旋弛豫时间和长自旋扩散长度.然而,目前缺乏构筑单晶有机自旋阀(OSVs)的方法,阻碍了单晶有机半导体的自旋注入和输运特性的研究.针对这一挑战,本文提出了在液态衬底表面生长大面积薄层有机单晶,并转移至带有磁性电极的衬底以构筑有机单晶自旋阀的策略.我们成功探测到了TIPS-pentacene有机单晶在不同温度和不同厚度下的磁电阻响应,获得了高达17%的磁阻.更重要的是,在厚达457 nm的单晶中仍然可以观察到自旋输运,比多晶薄膜的自旋输运长度大得多.据我们所知,本研究是第一例工作的垂直结构有机单晶自旋阀.本研究为构建单晶OSV提供了一种通用的方法,为基于单晶的有机半导体本征自旋输运特性的研究奠定了基础.

• 单位
  天津大学; 南京大学; 固体微结构物理国家重点实验室