Přeměna spinu na náboj a spin-kaloritronika na hybridních organicko-anorganických rozhraních (SC2)

Organické polovodiče umožňují flexibilní, velkoplošná optoelektronická zařízení, jako jsou organické diody emitující světlo, tranzistory a solární články. Vzhledem k jejich mimořádně dlouhým spinovým dobám života by tyto materiály na bázi uhlíku mohly mít také důležitý dopad na spintroniku, ve které při přenosu, zpracování a ukládání informací hrají klíčovou roli spiny místo nábojů. Pro využití tohoto potenciálu je nezbytná metoda pro přímou přeměnu spinové informace na elektrický signál. Převod spinu na náboj v anorganických polovodičích a kovech se spoléhá hlavně na spin-orbitální interakci, což je fundamentální relativistický jev, který spojuje pohyb elektronů s jejich spinem. Spin-orbitální interakce způsobuje přeměnu spinového proudu na elektrického pole kolmé k polarizaci a směru toku proudu. Tento jev se nazývá inverzní spinový Hallův jev (ISHE). Nedávno jsme poprvé úspěšně pozorovali inverzní spinový Hallův jev v organickém vodiči. Tento průlom vyvolává důležité otázky o přeměně spinu na náboj v materiálech se slabou spin-orbitální interakcí. Rovněž dramaticky rozšiřuje třídu materiálů a struktur, které jsou k dispozici pro řešení některých dosud neporozuměných vědeckých otázek v oblasti spintroniky, a otevírá příležitosti pro realizaci nových spintronických zařízení pro zpracování informací založených na spinech a pro spin-kaloritronickou výrobu energie, které využívají jedinečné vlastnosti hybridních organicko-anorganických struktur. Hlavním cílem navrhovaného výzkumu je rozvinout spintroniku na úroveň, kterou anorganická spintronika nemůže dosáhnout sama o sobě. Projekt je založen na nových teoretických a experimentálních metodikách vznikajících na rozhraní mezi dvěma v současnosti nesouvislými vědeckými komunitami, organickými polovodiči a anorganickou spintronikou, a zaměřuje se na využití synergií mezi chemií, fyzikou a teorií.