室温スピントランジスタの実現に向けた単結晶有機半導体によるスピン輸送の研究
单晶有机半导体自旋输运研究以实现室温自旋晶体管
基本信息
- 批准号:18H05954
- 负责人:
- 金额:$ 1.91万
- 依托单位:
- 依托单位国家:日本
- 项目类别:Grant-in-Aid for Research Activity Start-up
- 财政年份:2018
- 资助国家:日本
- 起止时间:2018-08-24 至 2020-03-31
- 项目状态:已结题
- 来源:
- 关键词:
项目摘要
本研究では有機半導体単結晶が有する室温におけるロバストなスピン伝導に着目し、有機スピントランジスタの実現に向けて、ノンローカルスピンバルブ構造を用いた有機半導体単結晶におけるスピン流の検出とSOCとスピン緩和現象の詳細な理解を目的とした。本年度では、有機半導体を用いたラテラルノンローカルスピンバルブの作製技術の確立を目指し、化学ドープによる有機半導体のける高密度キャリア注入に成功した。また、電子スピン共鳴(ESR)スペクトルに対するDFT計算を用いた詳細な解析から、本研究で用いた有機半導体であるC10-DNBDT-NWにおいて、水素原子由来の超微細相互作用の影響を受けづらくスピン軌道相互作用の寄与を受けやすい分子構造であることが明らかになった。有機半導体に対して強磁性電極から効率よくスピン注入を行うためには、有機半導体の電気抵抗を低下させることが必要である。そこで本研究では有機半導体単結晶に対して、新手法のニトロソニウムイオンによる化学ドーピングを行った。注入されたスピン数はESRにより測定し、電界効果によって注入される電荷数の10倍に及ぶキャリアを注入することに成功した。また、ESRによりスピン磁化率の温度依存性を測定すると、低温でパウリ常磁性的な温度依存性が測定され、有機半導体高キャリア密度下で縮退半導体として振る舞うことを初めて観測した。20 K以下において蒸着膜半導体のESR測定を行うと、ガウス関数型のスペクトルが得られ、蒸着膜ではキャリアが格子欠陥にトラップされ20分子程度の範囲に弱く局在していることが分かった。単結晶では4 Kまでローレンツ関数型のピークが得られていることから、より非局在な状態にあり、超微細相互作用の影響を受けづらいことが分かった。
The purpose of this study is to understand in detail the phenomenon of SOC and SOC mitigation in organic semiconductor single crystals at room temperature and in the application of organic semiconductor single crystals to the realization of organic semiconductor structures. This year, the establishment of production technology for organic semiconductors and chemical semiconductors has been successful. The electron resonance (ESR) spectra are analyzed in detail for DFT calculations. In this study, organic semiconductors such as C10-DNBDT-NW are used to study the effects of ultra-fine interactions on the origin of water atoms. Organic semiconductor ferromagnetic electrodes have low conductivity and low electrical resistance. In this study, we developed a new approach to organic semiconductor crystallization. The number of electrons injected into the cell was measured by ESR. Temperature Dependence of Susceptibility of Organic Semiconductors at Low Temperature and High Density ESR measurement of evaporated film semiconductors below 20 K. The crystal is not affected by the 4 K interaction. The crystal is not affected by the ultra-fine interaction.
项目成果
期刊论文数量(1)
专著数量(0)
科研奖励数量(0)
会议论文数量(0)
专利数量(0)
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- DOI:
- 发表时间:2018
- 期刊:
- 影响因子:0
- 作者:鶴見 淳人;岡本 敏宏;渡邉 峻一郎;竹谷純一
- 通讯作者:竹谷純一
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- DOI:
- 发表时间:
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竹谷 純一
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