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合肥研究院室温电致分子自旋态转变研究取得进展
发布时间: 2017-12-18 点击次数:0

   近日,中国科学院合肥物质科学研究院固体物理研究所副研究员郝华、研究员曾雉课题组,在室温电致分子自旋态转变方面获得新发现,相关结果发表在Journal of Materials Chemistry C上。

  电致分子自旋态转变是分子自旋电子学的研究热点,该效应可用来简化分子自旋器件的架构,提高自旋器件功能单元的密度和响应速度,从而获得更高的器件性能。目前用来实现电致自旋态转变的分子大多是含有二价铁离子(Fe2+)的低自旋金属有机分子。然而,该类分子很难实现室温下电致自旋态转变,在室温下该类分子已稳定在唯一已知的高自旋亚稳态上,彻底丧失了自旋态转变能力。因此,寻找能在室温下发生电致自旋态转变的分子,对实现室温下分子自旋器件的构筑和应用具有现实意义。

  为此,该课题组基于本组前期电致自旋态转变机理的研究成果(图1),预测含有二价锰离子(Mn2+)的高自旋金属有机分子可稳定地实现室温下的电致自旋态转变,并通过相关密度泛函理论计算,证实了他们的想法。理论计算发现:(1)含有二价锰离子的高自旋金属有机分子在0、300以及370K下均可实现偏电压诱导的分子自旋态转变(如图2所示);(2)该类分子自旋态转变相关磁阻率高达40000。上述研究结果表明,含有二价锰离子(Mn2+) 的高自旋金属有机分子具备构建室温分子晶体管、分子存储器件的潜力。

  研究工作得到了国家自然科学基金、中科院青年创新促进会和合肥超算分中心的支持。