手性分子自旋极化与电子器件应用

摘要

分子化学和自旋电子学两个领域的交叉融合,使得利用分子多样性的优势来干预或调控自旋电子器件成为可能。具有分子界面的新型有机/无机功能器件的开发,成为信息存储领域的研究热点。通常自旋极化来源于由磁场控制的磁性材料。然而,最近的一些研究发现,非磁性的手性分子可以通过其自身的手性螺旋结构产生自旋极化,这种现象被称作手性诱导的自旋选择性(CISS)效应。相比于常规铁磁金属,基于分子手性结构的CISS效应有着高效的自旋极化、优异的分子界面、简单的制备流程和极低的生产成本等众多优点,实现了无需外界磁场和铁磁电极的高效率自旋注入。从CISS效应相关研究的实验结果、理论模型和器件性能等方面介绍近些年来CISS领域的最新研究进展,及利用基于手性分子的自旋电子器件进行信息存储和逻辑编译的关键技术,为自旋电子学器件的实际应用提供了一个可行的方向。