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渡邉 峻一郎*; 安藤 和也*; Kang, K.*; Mooser, S.*; Vaynzof, Y.*; 紅林 秀和*; 齊藤 英治; Sirringhaus, H.*
Nature Physics, 10(4), p.308 - 313, 2014/04
被引用回数:168 パーセンタイル:97.83(Physics, Multidisciplinary)In spintronics, pure spin currents play a key role in transmitting, processing and storing information. A pure spin current is a flow of electron spin angular momentum without a simultaneous flow of charge current. It can be carried by conduction electrons or magnons and has been studied in many inorganic metals, semiconductors and insulators, but not yet in organic semiconductors. Charge carriers in -conjugated organic materials are localized spin-1/2 polarons which move by hopping, but the mechanisms of their spin transport and relaxation are not well understood. Here we use ferromagnetic resonance spin pumping in a ferromagnet/conjugated polymer/nonmagnetic spin-sink trilayer to demonstrate the ability of polarons to carry pure spin currents over hundreds of nanometres with long spin relaxation times of up to a millisecond and to exhibit Hanle precession. By systematically comparing charge and spin transport on the same trilayer we show that spin-orbit coupling mediates spin relaxation at room temperature.
安藤 和也*; 渡邉 峻一郎*; Mooser, S.*; 齊藤 英治; Sirringhaus, H.*
Nature Materials, 12(7), p.622 - 627, 2013/07
被引用回数:156 パーセンタイル:97.26(Chemistry, Physical)有機材料は、長いスピン反転時間とコスト,柔軟性,大面積化の容易性等からスピントロニクスにおいて大きな可能性を秘めている。この実現に向け、本研究において溶剤プロセスを用いた有機物高分子における純スピン流生成を観測した。純スピン流は高分子膜下の磁性絶縁体からのスピンポンピングによって生成し、高分子膜中の逆スピンHall効果によって観測した。観測された電圧は逆スピンHall効果の振る舞いに一致しており、有機物高分子膜へのスピン流注入が可能であることが結論できる。さらに、高分子材料においては高いスピン流-電流変換効率と長いスピン流反転時間が共存するという、無機物では得られなかった有用な性質があることが確認された。以上の成果により、次世代の有機物スピントロニクス素子実現への道が切り開かれた。