Organische Materialien zeigen ihre magnetische Natur
Da sich die CMOS-Technologie (komplementäre Metalloxidhalbleiter) den Grenze der Skalierung annähert, werden mehrere neue Technologien als möglicher Ersatz erforscht. Die Spintronik, eine neue Technologie, bei welcher der Spin des Elektrons zusätzlich zu seiner Ladung ausgenutzt wird, scheint eine vielversprechende Richtung für die Ära nach CMOS vorzugeben. Spintransport über lange Strecken ohne Verlust der von Polarisation und Spinmanipulation sind grundlegende Faktoren für den Bau innovativer Spintronik-Bauelemente. Aufgrund ihrer einstellbaren Mobilität und geringen Spin-Orbit-Kopplung werden organische Halbleiter als ideale Materialien für den Spintransport in Betracht gezogen, was möglicherweise einen Durchbruch in der Spintronik darstellt. Mit Hilfe der EU-Finanzierung des Projekts "Injection, transport and manipulation of spin currents in new organic materials" (ITAMOSCINOM) gewannen die Wissenschaftler weitere Einblicke in deren Spintransporteigenschaften und die Spinmanipulation. Zunächst konzentrierten sich die Arbeiten auf das Züchten und Charakterisieren von organischen auf ferromagnetischen Materialien und umgekehrt. Das ermöglichte es den Wissenschaftlern, optimierte organische Vertikal-Spinventile (Spin Valves) zu erzielen sowie die kohärente Spinlänge und dessen Transportmechanismus zu untersuchen. Mittels komplexerer Spintronik-Bauelemente wie etwa Transistoren auf Metallbasis oder nanometrischen Feldeffekttransistoren erlangte ITAMOSCINOM ein tieferes Verständnis der Spin-Dekohärenzmechanismen in organischen Materialien. Im Mittelpunkt stand gleichermaßen die Untersuchung von Spininjektion und -transport in Metallen und Ferromagneten unter Einsatz von Lateral-Spinventilen. Diese faszinierenden Bauelemente erscheinen für Spinelektronikanwendungen äußerst vielversprechend, da sie die Erzeugung reiner Spinströme gestatten. Besondere Aufmerksamkeit erhielt der Spin-Flip-Mechanismus beim Spintransport einfacher Metalle. Wissenschaftler unternahmen bedeutende Schritte hin zur Manipulation des Elektronenspins in konventionellen Metallen und organischen Materialien. Von daher erzielten sie ein differenzierteres Verständnis der Spintronik, das auch die Spin-Orbit-Wechselwirkung umfasst, die entscheidende Bedeutung für die Spinmanipulation durch ein äußeres elektrisches Feld hat. ITAMOSCINOM gelang die Erkundung von Materialien mit optimierten Spintransporteigenschaften, wodurch es möglich werden sollte, dass die Spintronik eine echte Alternative zur konventionellen Elektronik wird. Projekterkenntnisse in Hinsicht auf die Spinmanipulation ebnen den Weg zur Entwicklung moderner Spintronik-Bauelemente wie etwa des Spin-Transistors.
Schlüsselbegriffe
organische Materialien, Spintronik, Spintransport, organische Halbleiter, Spinströme
