有机自旋电子学器件凭借其低成本、可溶液加工、轻量化和可化学裁剪等优势，成为自旋电子学领域的新兴热点。该器件巧妙地结合了有机分子的独特特性和自旋调控技术，为高性能量子器件的研发开辟了新的途径。然而，现阶段对自旋界面的调控主要依赖于化学工程和分子种类调整等非原位方法，缺乏原位、非破坏性调控手段，限制了该领域的深入研究和应用。
中国科学院院士沈保根领导的宁波材料技术与工程研究所团队，携手中国科学院物理研究所胡凤霞团队及天津大学胡文平团队，创新性地将应变电子学与有机自旋电子学相结合，成功研制出具有栅极结构的聚合物自旋阀器件，实现了高达281%的磁电阻。该器件的工作状态可通过栅极电压进行原位调控，在单一器件中实现了10个稳定工作状态，显著提升了传统自旋阀器件的存储密度。研究表明，器件的优异性能源于有机/无机体系中独特的自旋界面效应。
这项研究成果充分展现了有机自旋阀在信息存储和处理领域的巨大潜力，揭示了自旋界面对自旋相关效应的显著放大作用，并为在高性能自旋电子学器件中实现高效控制提供了新的思路。
相关研究论文“Achieving Significant Multilevel Modulation in Superior-quality Organic Spin Valve”已发表于《先进材料》（Advanced Materials）。该研究受到国家重点研发计划、国家自然科学基金和中国科学院战略性先导科技专项的资助。
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（a）有机自旋阀结构示意图、（b）自旋界面作用机制、（c）利用栅电压实现多态调控
