有機マグネットの化学気相堆積、バナジウムテトラ

有機系フェリ磁性半導体バナジウムテトラ（V [TCNE] _X、X〜2）を室温磁気秩序を示し、このような柔軟性、低コスト生産、および化学的同調性などの磁気エレクトロニクス用途に有機材料の利点を約束します。以前の研究では^{、3 1,2} /無機ハイブリッド有機および全有機スピンバルブを含む、スピントロニクスデバイスで機能性を実証し、アクティブ有機/無機半導体ヘテロ⁴におけるスピン偏光子としています。また、V _{[TCNE]×〜2は、}その非常に狭い強磁性共鳴線幅⁵に高周波電子機器に含めるための約束を示しました。

V _[TCNE]×〜2 ^6-9を合成するために確立されている4つの方法があります。 V _{[TCNE]×〜2は、}第一powdeように合成しましたTCNEとVとの反応を介して、ジクロロメタン中のR（C ₆ H ^_6）6。これらの粉末は、有機系材料で観察された最初の室温磁気秩序を示しました。しかし、この材料の粉末形態は、薄膜デバイスへの応用を制限する、非常に空気に敏感です。 2000年に、化学蒸着（CVD）法をV _[TCNE]×〜2薄膜^7を作成するために設立されました。より最近では、物理蒸着^（PVD）8及び分子層堆積（MLD）は、 ^図9は 、薄いフィルムを製造するために使用されてきました。 PVD法は、CVD膜は容易には30nmから数ミクロンの範囲の厚さで堆積させることができるのに対し、超高真空（UHV）システムと、PVDおよびMLDの両方の方法は、100ナノメートルよりも厚い膜を成長させるために非常に長い時間を必要とする必要があります。 CVD法で使用可能な様々な厚さに加えて、大規模な研究は、一貫して高いQを示して最適化されたフィルムが得られています狭い強磁性共鳴（FMR）線幅（1.5 G）、高いキュリー温度（600 K）、および磁気鋭い^5を切り替える：含むuality磁気特性。

V _[TCNE]×〜2薄膜における磁気秩序は、従来とは異なる経路を介して進行します。 SQUID磁気測定測定は、強力な局所磁気秩序を示すが_、X線回折ピークが存在しないと特徴の透過型電子顕微鏡^（TEM）10形態は、長距離の構造秩序の欠如を明らかにする。しかし、拡張X線吸収微細構造（EXAFS）は、各バナジウムイオンは八面体2.084（5）オングストロームのバナジウム-窒素結合長の堅牢な局所構造順序を示す、六つの異なるTCNE分子と配位している¹¹ショーを研究しています。全体TCNEに分散しているラジカルアニオン、 ^–磁性がTCNEの不対スピン間に反強磁性交換結合から生じます^–分子、およびV ^2+イオンのスピン、T _Cとローカルフェリ磁性秩序をもたらします 〜最適化されたフィルム⁵のために600 K。室温磁気秩序を示すことに加えて、V _[TCNE]×〜2膜は0.5 eVのバンドギャップ¹²と半導体されています。ノートの他の特性は〜150 K ^13,14、異常な正の磁気抵抗^12,15,16、および光誘起磁性^13,17,18の凍結温度以下で可能sperimagnetismが含まれます。

V _[TCNE]×〜2薄膜を合成するためのCVD法は、低い温度（<60℃）、コンフォーマル堆積の様々な基材と互換性があります。以前の研究では、両方の剛性と可撓性基板⁷上にV _[TCNE]×〜2の成功した付着を示しています。さらに、この蒸着技術は、前駆体およびグラムの改変によってチューニングに役立ちますowthパラメータ^。19-22ここに示すプロトコルはこれまでで最も最適化されたフィルムが得られる一方で、重要な進歩は、この方法の発見以来、膜特性の一部を改良してなされたもので、さらなる利益が可能です。