一种分子自旋光伏器件及其制备方法技术

本发明专利技术提供一种分子自旋光伏器件及其制备方法，涉及半导体光电子技术领域，所述分子自旋光伏器件包括衬底以及在衬底的一面上依次层叠设置的铁磁底电极、底界面修饰层、有机光伏材料层、顶界面修饰层和铁磁顶电极。所述制备方法包括：提供衬底；在衬底的一面上依次层叠设置铁磁底电极、底界面修饰层、有机光伏材料层、顶界面修饰层和铁磁顶电极；顶界面修饰层通过溶液旋涂法沉积在有机光伏材料层上。相比现有的分子自旋光伏器件，本发明专利技术利用溶液旋涂法在有机光伏材料层上叠加一层顶界面修饰层，可以同步优化顶界面处电荷与自旋注入，从而大幅增强室温下分子自旋光伏器件的自旋

【技术实现步骤摘要】
一种分子自旋光伏器件及其制备方法


[0001]本专利技术涉及半导体光电子
，尤其涉及一种分子自旋光伏器件及其制备方法。

技术介绍

[0002]自旋电子学利用自旋和电荷携带信息，着眼于开发具有高存储密度、高处理速度、低功耗的新一代磁电元件。分子半导体一方面由于极弱的自旋散射表现出独特的室温自旋应用天赋；另一方面，丰富的光电特性可以与自旋输运相互作用诞生新的自旋功能，从而激发了广泛的研究兴趣。在自旋与电荷交互作用的功能性自旋电子学器件中，一个典型的代表是分子自旋光伏器件，它创造性地集成了光伏与自旋电子功能，其输出自旋信号可以利用光伏效应进行调制，甚至在室温下达到完全自旋极化。然而，目前这种调制自旋信号的能力严重受限于当前单组分器件结构导致的弱自旋
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光伏相互作用驱动力，并且自分子自旋光伏器件诞生以来，它几乎无法得到改善。

技术实现思路

[0003]本专利技术提供一种分子自旋光伏器件及其制备方法，用以解决现有技术中分子自旋光伏器件受限于当前单组分器件结构导致弱自旋
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光伏相互作用驱动力的缺陷，实现室温下分子自旋光伏器件中自旋
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光伏性能的增强。
[0004]本专利技术提供一种分子自旋光伏器件，包括衬底以及在所述衬底的一面上依次层叠设置的铁磁底电极、底界面修饰层、有机光伏材料层、顶界面修饰层和铁磁顶电极。
[0005]根据本专利技术提供的一种分子自旋光伏器件，所述顶界面修饰层的材质为水或醇可溶的有机界面材料。
[0006]根据本专利技术提供的一种分子自旋光伏器件，所述水或醇可溶的有机界面材料为共轭小分子阴极界面材料SME1。
[0007]根据本专利技术提供的一种分子自旋光伏器件，所述顶界面修饰层的厚度小于或者等于7纳米。
[0008]根据本专利技术提供的一种分子自旋光伏器件，所述顶界面修饰层的厚度为2.5纳米。
[0009]根据本专利技术提供的一种分子自旋光伏器件，所述铁磁顶电极开设有透光通道。
[0010]根据本专利技术提供的一种分子自旋光伏器件，所述透光通道沿所述铁磁顶电极的两端延伸方向开设。
[0011]本专利技术还提供一种分子自旋光伏器件的制备方法，包括：
[0012]提供衬底；
[0013]在所述衬底的一面上依次层叠设置所述铁磁底电极、所述底界面修饰层、所述有机光伏材料层、所述顶界面修饰层和所述铁磁顶电极。
[0014]根据本专利技术提供的一种分子自旋光伏器件的制备方法，所述顶界面修饰层通过溶液旋涂法沉积在所述有机光伏材料层上，旋涂速率为1000
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7000转/分钟，沉积厚度小于或
者等于7纳米。
[0015]根据本专利技术提供的一种分子自旋光伏器件的制备方法，所述顶界面修饰层通过溶液旋涂法沉积在所述有机光伏材料层上，旋涂速率为5000转/分钟，沉积厚度为2.5纳米。
[0016]本专利技术提供的一种分子自旋光伏器件及其制备方法，分子自旋光伏器件包括衬底以及在所述衬底的一面上依次层叠设置的铁磁底电极、底界面修饰层、有机光伏材料层、顶界面修饰层和铁磁顶电极。相比现有的分子自旋光伏器件，利用溶液旋涂法在有机光伏材料层上叠加一层顶界面修饰层，可以同步优化顶界面处电荷与自旋注入，从而大幅增强室温下分子自旋光伏器件的自旋
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光伏性能。
附图说明
[0017]为了更清楚地说明本专利技术或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作一简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本专利技术的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
[0018]图1是现有的一种分子自旋光伏器件的结构示意图；
[0019]图2是本专利技术提供的一种分子自旋光伏器件的结构示意图；
[0020]图3是本专利技术提供的一种分子自旋光伏器件中有机光伏材料层的材质的分子结构示意图；
[0021]图4是本专利技术提供的一种分子自旋光伏器件中顶界面修饰层的材质的分子结构示意图；
[0022]图5是现有的一种分子自旋光伏器件与本专利技术提供的一种分子自旋光伏器件的电荷与自旋注入性能的对比示意图；
[0023]图6是现有的一种分子自旋光伏器件与本专利技术提供的一种分子自旋光伏器件的自旋
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光伏性能的对比示意图。
[0024]附图标记：
[0025]110：第一衬底；120：第一铁磁底电极；
[0026]130：第一底界面修饰层；140：第一有机光伏材料层；
[0027]150：第一铁磁顶电极；210：第二衬底；220：第二铁磁底电极；
[0028]230：第二底界面修饰层；240：第二有机光伏材料层；
[0029]250：顶界面修饰层；260：第二铁磁顶电极。
具体实施方式
[0030]为使本专利技术的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本专利技术中的附图，对本专利技术中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本专利技术一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本专利技术中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本专利技术保护的范围。
[0031]需要说明的是，在本专利技术实施例的描述中，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品
或者设备所固有的要素。在没有更多限制的情况下，由语句“包括一个
……”
限定的要素，并不排除在包括所述要素的过程、方法、物品或者设备中还存在另外的相同要素。术语“上”、“下”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本专利技术和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本专利技术的限制。除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本专利技术中的具体含义。
[0032]本专利技术中的术语“第一”、“第二”等是用于区别类似的对象，而不用于描述特定的顺序或先后次序。应该理解这样使用的数据在适当情况下可以互换，以便本专利技术的实施例能够以除了在这里图示或描述的那些以外的顺序实施，且“第一”、“第二”等所区分的对象通常为一类，并不限定对象的个数，例如第一对象可以是一个，也可以是多个。此外，“和/或”表示所连接对象的至少其中之一，字符“/”，一般表示前后关联对象是一种“或”的关系。
[0033]图1为现有的一种分子自旋光伏器件的结构示意图。如图1所示，现有的分子自旋光伏器件包括本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种分子自旋光伏器件，其特征在于，包括衬底以及在所述衬底的一面上依次层叠设置的铁磁底电极、底界面修饰层、有机光伏材料层、顶界面修饰层和铁磁顶电极。2.根据权利要求1所述的分子自旋光伏器件，其特征在于，所述顶界面修饰层的材质为水或醇可溶的有机界面材料。3.根据权利要求2所述的分子自旋光伏器件，其特征在于，所述水或醇可溶的有机界面材料为共轭小分子阴极界面材料SME1。4.根据权利要求1所述的分子自旋光伏器件，其特征在于，所述顶界面修饰层的厚度小于或者等于7纳米。5.根据权利要求4所述的分子自旋光伏器件，其特征在于，所述顶界面修饰层的厚度为2.5纳米。6.根据权利要求1所述的分子自旋光伏器件，其特征在于，所述铁磁顶电极开设有透光通道。7.根据权利要求6所述的分子自旋光伏器...

【专利技术属性】
技术研发人员：孙向南，秦阳，谷现荣，郭立丹，卢书杭，
申请(专利权)人：国家纳米科学中心，
类型：发明
国别省市：