Project R-13038

Organische spintronica op basis van intrinsiek paramagnetische polymeren. (Onderzoek)

De zwakke spinbaankoppeling inherent aan organische halfgeleiders maakt hen ideale kandidaten voor toepassingen in spintronica. Terwijl typische waardes voor de spinlevensduur die van hun inorganische tegenhangers ruim overstijgen, blijft de grootste limitatie de spindiffusielengte, die zelden meer dan 50 nm bedraagt. Het is intussen bekend dat spins in organische materialen zowel getransporteerd kunnen worden via mobiele ladingen als door spin exchange tussen gelokaliseerde polaronen. Dat laatste mechanisme biedt nieuwe mogelijkheden tot het verlengen van de spindiffusielengte door de intrinsieke spindichtheid te vergroten. In 2019 werd zo voor het eerst een record spindiffusielengte van 1 um gerapporteerd in een zwaar gedopeerde polymeer. In dit project zal ik spintransport onderzoeken in paramagnetische polymeren, een recent ontdekte klasse van ultra-lage-bandkloof halfgeleiders met een triplet grondtoestand en dus een grote intrinsieke spindichtheid. Spintransport experimenten zullen uitgevoerd worden in state-of-the-art spintronica devices gebaseerd op spininjectie via ferromagnetische resonantie. Daarnaast zal de combinatie van elektronen paramagnetische resonantie en kwantumchemische berekeningen gedetailleerde informatie opleveren over spindelokalisatie en spin-spin interacties. Door mijn studie uit te breiden naar een serie van deze polymeren kunnen structuur-eigenschap relaties en de fundamenten van spintransport in deze innovatieve materialen blootgelegd worden.

01 november 2022 - 31 oktober 2026