一种基于水溶层的复合磁性电极、其转移方法和在有机自旋阀中的应用技术

技术编号:24013577 阅读:49 留言:0更新日期:2020-05-02 02:34
本发明专利技术公开了一种基于水溶层的复合磁性电极、其转移方法和在有机自旋阀中的应用。该有机自旋阀器件的底电极材料为铁磁电极,中间输运层为有机半导体材料,顶电极材料为基于水溶层的转移法制备的磁性电极,该有机自旋阀器件在磁场下具有磁电阻特性。本发明专利技术有效解决传统顶电极制备方法中热辐射和磁性粒子渗透对有机半导体材料的污染和破坏问题;所需设备相对简单,普适性强,重复性好,良品率高,提供了一种构建有机自旋阀器件顶电极的新方法;有助于降低有机自旋电子及光电子器件的制备难度,器件质量可控,可以批量生产,特别是对基于溶液法加工的有机半导体器件兼容性好,对有机自旋电子学及有机自旋光电子学的发展起到重要的促进作用。

A composite magnetic electrode based on water-soluble layer, its transfer method and application in organic spin valve

【技术实现步骤摘要】
一种基于水溶层的复合磁性电极、其转移方法和在有机自旋阀中的应用
本专利技术属于自旋阀领域,具体涉及一种基于水溶层的复合磁性电极、其转移方法和在有机自旋阀中的应用。
技术介绍
近年来,自旋电子学在科研领域得到了广泛关注。其主旨为在电荷以外的自旋维度对载流子的运动进行研究,内容包含电子自旋的注入、输运、探测以及调控等方面。进而使其与传统的光学、电学及磁学等方面的特性相结合,实现新型多功能自旋电子器件。有机半导体因多由碳、氢等轻原子构成,自旋轨道耦合与超精细相互作用较弱,因此本征具有较长的自旋弛豫时间,相对于无机半导体材料而言是研究自旋输运的优异平台。同时,由于有机半导体的柔性特点,原则上讲能够与铁磁/半金属电极形成更好的接触,这对降低界面间自旋散射、提高自旋注入率而言更具优势。2004年Xiong等人制备了第一个有机自旋阀LSMO/Alq3/Co/Al,并在11K时观测到了约40%的磁电阻。其中八羟基喹啉铝的厚度为130nm,磁电阻的大小随有机传输层的厚度增加而减小,此后人们基于磁性电极/有机层/磁性电极垂直结构,开展了一系列有机自本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种基于水溶层的复合磁性电极,其特征在于,所述基于水溶层的复合磁性电极包括依次顺序排列的亲水性衬底、水溶层、磁性层和支持膜;/n优选地,所述亲水性衬底为经氧等离子体处理或表面修饰的二氧化硅片、玻璃或者石英;/n优选地,所述水溶层包括水溶性聚合物;/n优选地,所述磁性层选自钴、铁、镍中的一种、两种或更多种;优选地,所述磁性层的厚度为1-300nm;/n优选地,所述支持膜含有以下聚合物中的一种、两种或更多种:聚苯乙烯(PS)、聚甲基丙烯酸甲酯(PMMA)和聚二甲基硅氧烷(PDMS);优选地,所述支持膜的厚度在几百纳米到几百微米。/n

【技术特征摘要】
1.一种基于水溶层的复合磁性电极,其特征在于,所述基于水溶层的复合磁性电极包括依次顺序排列的亲水性衬底、水溶层、磁性层和支持膜;
优选地,所述亲水性衬底为经氧等离子体处理或表面修饰的二氧化硅片、玻璃或者石英;
优选地,所述水溶层包括水溶性聚合物;
优选地,所述磁性层选自钴、铁、镍中的一种、两种或更多种;优选地,所述磁性层的厚度为1-300nm;
优选地,所述支持膜含有以下聚合物中的一种、两种或更多种:聚苯乙烯(PS)、聚甲基丙烯酸甲酯(PMMA)和聚二甲基硅氧烷(PDMS);优选地,所述支持膜的厚度在几百纳米到几百微米。


2.根据权利要求1所述的基于水溶层的复合磁性电极,其特征在于,所述基于水溶层的复合磁性电极还包括缓冲层,所述缓冲层设置在所述磁性层和所述水溶层之间;
优选地,所述缓冲层选自氧化铝、氧化镁、氟化锂、氧化石墨烯、自组装钴纳米材料中的一种、两种或更多种;
优选地,所述缓冲层的厚度为1-10nm。


3.根据权利要求1或2所述的基于水溶层的复合磁性电极,其特征在于,所述基于水溶层的复合磁性电极还包括防氧化保护层,所述防氧化保护层设置在所述磁性层和所述支持膜之间;
优选地,所述防氧化保护层为金、铝中的一种或两种;优选地,其厚度为5-300nm。


4.权利要求1~3任一项所述的基于水溶层的复合磁性电极的制备方法,其特征在于,该方法包括步骤:
(1)提供所述亲水性衬底,在所述亲水性衬底上旋涂一层水溶层;
优选地,在所述水溶层表面设置所述缓冲层;
(2)在经步骤(1)之后的所述亲水性衬底上,通过真空沉积所述磁性层;
优选地,所述磁性层沉积完成后,在所述磁性层上沉积所述防氧化保护层;
(3)在步骤(2)得到的所述磁性层上旋涂所述支持膜。


5.权利要求1~3任一项所述的基于水溶层的复合磁性电极的转移方法,其特征在于,该方法包括步骤:
(1)将所述基于水溶层的复合磁性电极在水中溶脱,分离衬底;
(2)将衬底分离后的磁性层转移至目标衬底结构上;
(3)通过烘烤除去多余水分,使磁...

【专利技术属性】
技术研发人员:胡文平丁帅帅朱道本董焕丽田园
申请(专利权)人:中国科学院化学研究所中国科学院大学
类型:发明
国别省市:北京;11

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