磁性电极无损转移技术：开启高性能自旋电子器件新纪元
- 2024年02月05日 13:26:58来源：化工仪器网点击：10812
【化工仪器网 项目成果】 在当今的科技领域，自旋电子学作为一门新兴学科，正以其独特的优势吸引着全球研究者的目光。自旋电子器件，利用电子的自旋而非电荷来存储和传输信息，预示着一场信息技术的革命。近日，科研团队在磁性电极无损转移制备技术方面取得重要进展，这一成就为制造高性能自旋电子器件铺平了道路。
磁性电极是自旋电子器件中的关键组成部分，它直接影响到器件的性能和效率。传统的制备方法往往涉及到高温或者强磁场等条件，这些条件可能会对磁性材料造成损伤，从而影响器件的整体性能。因此，开发一种无损的磁性电极转移技术，对于提升自旋电子器件的性能至关重要。
由两个铁磁电极和非磁性中间层组成的垂直“三明治”结构是自旋电子器件最典型的器件结构。然而，现有顶部磁性电极直接沉积过程中，高动能和热能的电极金属原子往往会侵染并损伤非磁性中间层，从而影响器件的性能和可重复性。为避免金属电极直接沉带来的界面金属丝渗透和破坏脆弱中间层的问题，电极转移技术应运而生。该技术依赖于金属电极的预沉积并将其转移到目标材料上。然而，目前无论是湿法还是干法转移技术都面临严重挑战。湿法转移过程使用的溶剂往往会引入新的杂质，造成额外散射中心；干法转移过程产生的应变会损伤铁磁电极原本特性。
该研究中，孙向南团队通过使用高模量聚合物支撑薄膜，将铁磁电极的应变限制在极低水平，以确保在转移过程中铁磁电极的特性得以保持。该工作成功实现了铁磁电极的高质量转移，其微观形貌、电学、磁学等性质在转移前后均保持不变。通过这种无损转移铁磁电极的方法，构建了界面均匀且无侵染的自旋电子器件，降低了界面处的自旋相关散射，提高了器件的性能和可重复性。此外，该技术还允许精确控制磁性电极的位置和方向，大大提高了自旋电子器件的集成度和可靠性。
无损转移技术的开发不仅解决了传统方法中的损伤问题，还为自旋电子器件的设计和制造提供了更大的灵活性。这意味着未来的自旋电子器件可以更加微型化，同时保持或提升性能。
(资料参考：中国科学报)
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