Fysiker har skapat en tillverkningsteknik för spintroniska enheter. Dessa högpresterande, lågeffektsenheter har en lovande framtid, så effektiva sätt att göra dem är mycket eftertraktade. Den nya tillverkningsmetoden använder organiska molekyler som är relativt lätta att konfigurera för många ändamål. Molekylskikt kan målas eller skrivas ut på metaller för att skapa nya elektroniska funktioner.

Spintronic-enheter kan en dag ersätta nuvarande elektroniska enheter. Medan elektroniska enheter är beroende av ett laddningsflöde i form av elektroner i rörelse, spintronic -enheter utnyttjar en annan egenskap hos elektroner som kallas spin. Detta är relaterat till elektronens rörelsemängd, och spinnflödet kallas en spinnström.

Det finns flera utmaningar för att förverkliga användbara spintronic -enheter. Bland dessa är att inducera en spinnström, och sedan för att fylla spintronic-komponenter med användbara funktioner såsom förmågan att behålla data för användning som höghastighetsminne. Forskningsassistenten Hironari Isshiki och hans team från University of Tokyos Institute for Solid State Physics har hittat ett nytt och elegant sätt att hantera båda dessa komplexa utmaningar.

"Vi demonstrerade framgångsrikt en effektiv omvandling av spinnström till laddningsström i ett kopparprov tack vare ett enkelt skikt av "färg." Detta lager är bara en molekyl tjockt, och innehåller en organisk substans, ", sa Isshiki. "Enhetens omvandlingseffektivitet är jämförbar med den för enheter tillverkade av oorganiska metalliska material som platina eller vismut. Dock, i jämförelse med de oorganiska materialen, organiska material är mycket lättare att manipulera för att producera olika funktioner. "

Detta organiska skikt är gjort av ett ämne som kallas bly(II)ftalocyanin. En spinström som injiceras i ytan som täcks av molekylen omvandlas effektivt till en välbekant laddningsström. Forskarna experimenterade med lager av olika tjocklek för att se vilken som skulle vara mest effektiv. När lagret var en enda molekyl tjockt, molekylerna anpassade till ett ordnat arrangemang som gav den mest effektiva spin-till-laddning-strömomvandlingen.

"Särskilt organiska molekyler erbjuder spintroniska forskare en hög grad av designfrihet eftersom de är relativt enkla att arbeta med. De typer av funktionella komponenter vi hoppas kunna se är saker som kan vara användbara inom högpresterande datorer eller i låg- kraftenheter, " förklarade Isshiki. "De otroligt tunna lager som krävs betyder också att vi en dag kan skapa flexibla enheter eller till och med enheter som du kan skapa med en speciell typ av skrivare."

Nästa steg för Isshiki och kollegor är att utforska andra konfigurationer av organiska skikt på ledande material för att realisera nya spinnfunktioner. De vill också undersöka omvandling av laddning till spinnström, den omvända processen till den som ses i denna demonstration. Detta forskningsområde syftar till att kraftigt påskynda studiet av spintronik med organiska molekyler.