Spin-Relaxations-Mechanismen in dotierten Rubren-Dünnschicht-Kristallen
Zusammenfassung der Projektergebnisse
Ziel dieses Projekts war es, den Spin-Transport in elektrisch dotierten Rubren-Dünnschichtkristallen in vertikalen Bauelementstrukturen zu analysieren und den Zusammenhang zwischen Ladungsträger- und Spin-Transport in diesem Materialsystem zu untersuchen. Mithilfe der Elektronenspinresonanz-Spektroskopie (ESR) bei unserem Kooperationspartner an der Universität Cambridge wurden die Zeitkonstanten der Spinrelaxation sowie die magnetische Suszeptibilität in Abhängigkeit von Temperatur, Ladungsträgerdichte und Dotierstoffkonzentration untersucht. Die Dotierung stellt eine effiziente Methode zur Erzeugung von Ladungsträgern dar, und deren hohe vertikale Beweglichkeit, resultierend aus einem bandartigen Transport in den triklinen Rubren-Dünnfilmen, bildet die Grundlage für eine lange Spin-Diffusionslänge. Durch die Kombination von ESR mit Impedanzspektroskopie und Ladungstransportmessungen ermittelten wir eine Spin-Diffusionslänge von etwa 200 nm, was in der Größenordnung der Gerätestrukturen liegt. Insbesondere zeigen wir, dass die Spinrelaxation durch die Wechselwirkung mit den Dotierstoffen bestimmt wird und die Spin-Kohärenzzeit bei höheren Dotierkonzentrationen zunimmt – infolge einer stärkeren Kopplung zwischen Spins und Dotierstoffen. Diese Erkenntnisse liefern eine wichtige Grundlage für das Design optimaler Matrix-Dotand-Systeme für den effizienten Spin-Transport.
Projektbezogene Publikationen (Auswahl)
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Organic permeable base transistors for high-performance photodetection with photo-memory effect. Nature Photonics, 19(10), 1088-1098.
Schröder, Jonas; Bonil, Amric; Winkler, Louis Conrad; Frede, Jan; Darbandy, Ghader; Wang, Juan; Leo, Karl; Kleemann, Hans & Benduhn, Johannes
