p Os interruptores e máquinas moleculares artificiais passaram por avanços rápidos nas últimas décadas. Particularmente, motores moleculares artificiais são altamente atraentes do ponto de vista da comutação quiralidade durante as etapas de rotação. Agora, pesquisadores fabricaram um dispositivo de filtragem de spin de elétrons que pode mudar a direção de polarização do spin por irradiação de luz ou tratamento térmico. Os presentes resultados são benéficos para o desenvolvimento de funcionalidades de estado sólido emergentes de movimentos nanométricos de interruptores moleculares. p Na spintrônica, o uso de materiais orgânicos como um "material de transporte de spin" recentemente atraiu atenção significativa, uma vez que exibem longos tempos de relaxamento de spin e comprimentos de difusão de spin devido à fraca interação spin-órbita (SOI) de elementos leves. Enquanto isso, o fraco SOI de materiais orgânicos torna-se uma desvantagem quando são usados ​​como um "filtro de rotação". Uma corrente polarizada por spin é, Portanto, normalmente gerado por materiais inorgânicos com ferromagnetismo ou fortes SOIs. Contudo, a recente descoberta de transporte de elétrons seletivo para spin através de moléculas quirais, ou seja, o chamado efeito de seletividade de spin induzida por quiralidade (CISS), sugere um método alternativo de uso de materiais orgânicos como filtros de spin para aplicações de spintrônica. Por meio deste efeito, moléculas destras e canhotas geram spin para baixo e para cima, respectivamente. Contudo, as moléculas quirais usadas nos experimentos relatados até agora são moléculas estáticas. Portanto, a manipulação da direção da polarização do spin por estímulos externos ainda não foi realizada.

p Agora, pesquisadores do Institute for Molecular Science, RIKEN, Instituto de Ciência e Tecnologia de Nara, A Suranaree University e o Vidyasirimedhi Institute of Science and Technology fabricaram um novo dispositivo de filtragem de rotação de estado sólido que envolve uma fina camada de motores moleculares artificiais (Figura 1). Como os motores moleculares artificiais demonstram 4 vezes a inversão da quiralidade por irradiação de luz e tratamentos térmicos durante a rotação molecular de 360 ​​graus, a direção da polarização do spin dos elétrons que passam pelos motores moleculares deve ser trocada por irradiação de luz ou tratamentos térmicos.

p A Figura 2 mostra (à esquerda) as curvas de magnetorresistência (MR) registradas após vários tempos de irradiação de luz visível para um dispositivo fabricado com um isômero para canhotos. No estado inicial, uma curva de MR antissimétrica clara com uma inclinação negativa foi observada, o que significa uma seletividade de rotação para cima clara. O sinal de MR diminuiu conforme a irradiação de luz prosseguia, e, finalmente, a inclinação do sinal MR foi invertida para positiva, indicando uma mudança de spin induzida por luz na corrente polarizada de spin de up-spin seletivo para down-spin por meio da inversão de quiralidade canhota para destra. Um processo de ativação térmica subsequente para o isômero canhoto inverteu a inclinação da curva MR de positivo para negativo novamente, como mostrado na Figura 2 (direita), implicando uma mudança de spin induzida por ativação térmica de down-spin seletivo para up-spin seletivo por meio da inversão de quiralidade destro para canhoto. Fenômenos semelhantes foram observados em medições subsequentes após fotoirradiação e tratamentos térmicos. Esta série de experimentos demonstrou claramente que a mudança de spin 4 vezes foi induzida durante a rotação de 360 ​​graus dos motores moleculares.

p Neste novo tipo de novo dispositivo de spintrônica orgânica, a quiralidade destra / canhota, que é a origem da geração de polarização de spin por meio do efeito CISS, é reconfigurável por estímulos externos e foi realizado o controle preciso da direção de polarização de spin nas correntes polarizadas de spin utilizando um motor molecular artificial, pela primeira vez. Os presentes resultados são benéficos para o desenvolvimento de dispositivos foto / termoespintrônicos orgânicos de última geração combinados com máquinas moleculares.