[发明专利]具有有机磁阻效应的分子电子器件的制备方法

说明书

本发明公开了一种具有有机磁阻效应的分子电子器件的制备方法，包括以下步骤：将光刻胶溶液旋涂在硅片上，在硅片上获得光刻胶薄膜，曝光，显影，于800～1200℃保持60～100min，得到第一碳层；在硝基苯四氟硼酸重氮盐溶液中加入四氟硼四丁基铵作为电解质，得到第二溶液，将第一碳层作为工作电极，将工作电极放入第二溶液中采用循环伏安法进行电化学沉积，在第一碳层上形成有机分子层；在有机分子层上贴上第二掩膜版，蒸镀碳，形成第二碳层；在第二碳层蒸镀金，在第二碳层上形成金层，得到分子电子器件。本发明分子电子器件的碳分子结具有有机磁阻现象，在施加磁场后，分子电子器件具有相对于正负磁场高度对称的正磁电阻特性。

技术领域

本发明属于正磁电阻器件技术领域，具体来说涉及一种具有有机磁阻效应的分子电子器件的制备方法。

背景技术

在过去的几十年中，有机半导体中与自旋有关的现象引起了相当大的关注。最初，有机材料与铁磁金属结合使用产生了所谓的有机自旋电子学。与此同时，在室温下使用非磁性电极与有机半导体为基础的传统器件也测量出非常大的磁场效应，通常是磁场诱导的电致发光(磁致发光)或者电阻(磁电阻)的变化。这种效应通常被称为有机磁阻(OrganicMagnetoresistance，OMAR)效应，可定义为：

式中R(0)和R(B)分别是在没有外加磁场和在外加磁场B下测得的器件电阻。

由于OMAR的器件不需要铁磁电极，这为其他磁阻或有机自旋电子器件无法实现的材料选择提供了更高的自由度。就像有机电子器件一样，它们可以在柔性基板上以低成本制造，并且原则上它们也可以是透明的。因此，使用OMAR的器件有望用于需要大量磁阻器件的应用，例如磁随机存储器、磁性传感器等。

分子结器件作为分子器件中最为基础的两端器件，其结构通常为“电极—有机分子层—电极”的层状结构。与OMAR器件相比，二者都使用了非铁磁性的电极，中间的间隔层都使用了有机分子，这使分子结器件具有了一定磁响应的可能性。如果可以制备出具有磁效应的分子器件，将会为分子器件的研究提供一个全新的领域，极大地推动分子器件的发展。

发明内容

针对现有技术的不足，本发明的目的在于提供一种具有有机磁阻效应的分子电子器件。

本发明的另一目的是提供上述分子电子器件的制备方法。

本发明的另一目的是提供上述碳分子结在提供正磁电阻功能中的应用。

本发明的目的是通过下述技术方案予以实现的。

一种具有有机磁阻效应的分子电子器件，所述分子电子器件为层状结构，从下至上依次为第一碳层、有机分子层、第二碳层和金层，所述第一碳层中的横截面包括之间形成有间隔的多个平行的第一长方形，所述第二碳层的横截面包括之间形成有间隔的多个平行的第二长方形，所述第一长方形的长度方向与所述第二长方形的长度方向垂直，所述金层的横截面与所述第二碳层的横截面重合。

在上述技术方案中，所述第一碳层的厚度为60～100nm，所述有机分子层的厚度为2～5nm，所述第二碳层的厚度为10～20nm，所述金层的厚度为30～50nm。

上述分子电子器件的制备方法，包括以下步骤：

1)将光刻胶与丙二醇甲醚醋酸酯混合，得到光刻胶溶液，将光刻胶溶液旋涂在所述硅片上，在所述硅片上获得光刻胶薄膜，于100～150℃加热1～2min，采用第一掩膜版进行曝光，显影，用去离子水冲洗，干燥，再在氮氢混合气氛下于800～1200℃保持60～100min，得到第一碳层；

在所述步骤1)中，所述旋涂采用匀胶机，旋涂的时间为30～60s，旋涂的转速为3000～6000rpm。

在所述步骤1)中，所述光刻胶溶液中光刻胶的体积分数为20～50％。