近日，物理学院凝聚态理论课题组解士杰教授团队在有机自旋流机制研究方面取得新进展，该研究对理解有机半导体中的自旋输运行为、研发新一代自旋基器件具有重要指导意义。相关研究成果分别以“Spin Transport Based on Exchange Coupling in Doped Organic Polymers”和“Hopping-Dominated Spin Transport in Unintentionally Doped Organic Semiconductors”为题相继发表在The Journal of Physical Chemistry Letters（影响因子为6.71）上。该刊是JCR一区期刊、中科院分区大类一区top期刊，是物理化学领域顶级期刊。论文第一作者为2018级博士研究生卢秋霞，物理学院教师解士杰教授为通讯作者，山东大学为唯一通讯单位。

纯自旋流的输运只涉及自旋角动量流动而不需要电荷的迁移，相比于传统电荷流器件，自旋基器件大大减小了输运过程中的能耗，因此成为信息存储和传递的重要新媒介。有机半导体中的纯自旋流注入和输运是近几年自旋电子学领域的热点研究问题，国际上已有相当数量的实验研究。但是，由于有机半导体材料具有较强的电声耦合，其载流子不同于无机半导体中扩展的电子或空穴而是局域的极化子，其中的自旋输运机制依然不清楚。针对该问题，解士杰教授团队提出了可调控自旋输运理论，分别从极化子交换和跃迁机制建立模型并研究了高、低杂质浓度下的自旋输运，详细理论图像与最新实验结果吻合很好。该研究为制备低能耗、可调控、长距离自旋输运的新型电子器件提供了理论指导。

近年来，解士杰教授团队与巴西利亚大学屈凡尧教授，太原理工大学张龙龙副教授合作，在太阳能电池中的热效应，有机纯自旋流输运及有机手性材料中的自旋选择性机制等方面开展了一系列的理论研究，相关研究成果发表在如Appl. Phys. Lett., J. Phys. Chem. Lett., Phys. Rev. B等国际著名学术期刊。

该工作得到了国家自然科学基金面上项目和山东省自然科学基金重点项目的支持。

文章链接：

1.Hopping-Dominated Spin Transport in Unintentionally Doped Organic Semiconductors

2.Spin Transport Based on Exchange Coupling in Doped Organic Polymers

来源自山东大学新闻中心