Unravelling the strong interplay for interfacial magnetic switching in metal–organic-based spintronics
金屬有機自旋元件之界面磁切換與磁耦合交互作用之探討。
Wan-Ting Chen, Li-Chung Yu, Jiu-Hua Lin, Su Ling Cheng, Hung Wei Shiu, Yu-Ling Lai, Ying-Hao Chu, Yi-Ying Chin, Jeng-Han Wang and Yao-Jane Hsu
2024/04/23
有機半導體在建構多功能軟性自旋電子元件具有發展潛力。而自旋界面在影響自旋元件性能的磁性特性方面起著關鍵作用。本研究揭示了有機半導體分子與鐵磁材料間界面磁切換與磁耦合交互作用。實驗利用蒸鍍不同厚度之自行合成具順磁性之三(8-羥基喹啉)鐵(III)（Feq3）分子層於鈷(Co)的鐵磁性表面，結合同步輻射能譜術與密度泛函理論（DFT）的計算分析，我們觀察到Co/Feq3系統的磁相互作用受到Co和Feq3之間的界面間軌道混成反應的強烈影響。當電荷從接觸的 Co 轉移到 Feq3 時，中心鐵原子從 Fe(III) 還原為 Fe(II) 並與 8-羥基喹啉混成作用，導致產生界面處的分子自旋極化。還原的中心 Fe(II) 與鐵磁 Co 基底交互作用表現出明顯的鐵磁有序性。隨著 Feq3 層厚度的增加，厚層分子之中心 Fe 恢復到原來的 Fe(III) 狀態，導致鐵磁性有序性消失。 Feq3 層的厚度對磁響應的相依性可用於調節自旋界面特性，從而調節界面磁相互作用。這些發現揭示了界面間之氧化還原反應對自旋極化界面的影響，並為有機自旋電子元件中使用的金屬有機材料開闢了應用前景。
研究動態
