Современная электроника сталкивается с серьезным ограничением, потому что магнитные материалы, необходимые для управления спином электронов, оказываются громоздкими, дорогими и плохо совместимыми с тонкими технологиями.
Исследователи из университета Осаки (Япония) предложили иной путь: они создали хиральные полупроводниковые полимеры, которые направляют электроны за счет собственной молекулярной формы, без магнитов. Это может стать основой для более компактных и энергоэффективных устройств.
Ключевая особенность материала — жесткая бифациальная лестничная структура молекул. Она заставляет полимер самоорганизовываться в четкие лево- или правозакрученные спирали. Такая упорядоченная форма работает как фильтр: пропускает преимущественно электроны с определенной ориентацией спина. В экспериментах степень спиновой поляризации достигала 70% и выше — это один из самых высоких показателей среди органических материалов.
Степень спиновой поляризации, достигаемая с помощью этих полимеров, является одной из самых высоких среди органических материалов. Это открытие демонстрирует, что молекулярный дизайн может быть эффективной стратегией управления спином электрона
Преимущество разработки еще и в практической стороне. Полимер сделан на основе углерода, он легкий и технологичный. Из него можно формировать тонкие пленки стандартными методами — а значит, материал реально внедрять в существующие процессы производства органической электроники.
По мнению авторов, способность эффективно генерировать спин-поляризованные токи способна заметно повлиять на энергетические технологии. Например, такие токи могут повысить эффективность преобразования солнечной энергии. Авторы подчеркивают, что команда делает ставку на гибкость органических материалов: молекулярная структура сама по себе становится инструментом контроля над электронами.
Сейчас исследователи продолжают изучать потенциал хиральных полимеров. Если технология подтвердит свою эффективность, она поможет создать электронику нового поколения — компактную, экономичную и пригодную для массового производства.
Ранее Наука Mail рассказывала, что разработан катализатор, который удешевит производство сырья для лекарств.