有机自旋电子器件磁响应信号调控研究获进展

中国科学院国家纳米科学中心孙向南团队在室温有机自旋电子学器件研究中取得突破性进展。该团队利用电光补偿策略，成功实现了室温下器件磁响应信号的宽范围调控，并拓展了其多功能应用。相关研究成果已发表于《先进材料》期刊。

在自旋电子学领域，室温下具有大范围可调磁响应信号的器件极具应用前景。有机半导体凭借其超长自旋寿命和丰富的光电特性，成为研发此类器件的理想材料。然而，现有有机自旋器件的设计策略有限，磁流比通常低于10%，限制了其多功能应用的潜力。

孙向南团队巧妙地利用光、电、磁复合场协同调控有机半导体中的载流子输运、自旋相关反应和光生载流子动力学，实现了器件磁流比的精准调制。研究结果表明，在柔性衬底上制备的室温有机自旋器件，磁流比可高达+13200%和−10600%，且可在该范围内精确控制。 更重要的是，这种光-电-磁复合场协同调控策略具有良好的普适性，适用于多种类型的器件。

该团队将光、偏置电压、磁场和机械柔性等多个可控参数集成于单一器件，赋予其室温多功能应用能力。该器件可作为高灵敏度磁场传感器、复合磁场传感器、磁电流逆变器以及磁控人工突触等。这项研究为设计高性能多功能自旋电子器件提供了新的设计思路。

该研究工作得到了国家自然科学基金、中国科学院战略性先导科技专项、中国博士后科学基金及北京市相关项目的资助。

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有机自旋器件结构、电光补偿机理示意图及磁响应信号展示

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 2025-02-23