Organiczny półprzewodnik ferrimagnetyczny wanad tetracyjanoetylen (V[TCNE]x, x~2) wykazuje uporządkowanie magnetyczne w temperaturze pokojowej i obiecuje zalety materiałów organicznych do zastosowań magnetoelektronicznych, takie jak elastyczność, niskie koszty produkcji i możliwość chemicznego przestrajania. Wcześniejsze badania wykazały funkcjonalność w urządzeniach spintronicznych, w tym hybrydowych organiczno-nieorganicznych1,2 i całkowicie organicznych zaworach spinowych3, a także jako polaryzator spinowy w aktywnej organiczno-nieorganicznej heterostrukturze półprzewodnikowej4. Ponadto, V[TCNE]x~2 okazał się obiecujący do włączenia do elektroniki wysokiej częstotliwości ze względu na niezwykle wąską linię rezonansu ferromagnetycznegoo szerokości 5.
Istnieją cztery różne metody, które zostały ustalone do syntezy V[TCNE]x~26-9. V[TCNE]x~2 został po raz pierwszy zsyntetyzowany jako proszek w dichlorometanie w reakcji TCNE i V(C,6, H, 6)6. Proszki te wykazywały pierwsze uporządkowanie magnetyczne w temperaturze pokojowej zaobserwowane w materiale na bazie organicznej. Jednak sproszkowana forma tego materiału jest niezwykle wrażliwa na powietrze, co ogranicza jego zastosowanie w urządzeniach cienkowarstwowych. W 2000 r. opracowano metodę chemicznego osadzania z fazy gazowej (CVD) do tworzenia cienkich warstw V[TCNE]x~2 7. Ostatnio fizyczne osadzanie z fazy gazowej (PVD)8 i osadzanie w warstwie molekularnej (MLD)9 są również stosowane do wytwarzania cienkich warstw. Metoda PVD wymaga systemu ultrawysokiej próżni (UHV), a zarówno metody PVD, jak i mLD wymagają wyjątkowo długiego czasu na wyhodowanie warstw grubszych niż 100 nm, podczas gdy folie CVD można łatwo osadzać w grubościach od 30 nm do kilku mikronów. Oprócz różnorodności grubości dostępnych w metodzie CVD, szeroko zakrojone badania przyniosły zoptymalizowane folie, które niezmiennie wykazują wysokiej jakości właściwości magnetyczne, w tym: wąską szerokość linii rezonansu ferromagnetycznego (FMR) (1,5 G), wysoką temperaturę Curie (600 K) i ostre przełączanie magnetyczne5.
Magnetyczne porządkowanie w cienkich warstwach V[TCNE]x~2 przebiega niekonwencjonalną drogą. Pomiary magnetometryczne SQUID wykazują silne lokalne uporządkowanie magnetyczne, ale brak pików dyfrakcji promieniowania rentgenowskiego i morfologia transmisyjnej mikroskopii elektronowej (TEM)10 bez cech charakterystycznych ujawniają brak dalekosiężnego porządku strukturalnego. Jednak rozszerzone badania absorpcji promieniowania rentgenowskiego o drobnej strukturze (EXAFS)11 pokazują, że każdy jon wanadu jest oktaedralnie skoordynowany z sześcioma różnymi cząsteczkami TCNE, co wskazuje na solidny lokalny porządek strukturalny z długością wiązania wanad-azot wynoszącą 2,084(5) A. Magnetyzm powstaje w wyniku sprzężenia wymiany antyferromagnetycznej między niesparowanymi spinami anionów rodnikowych TCNE, które są rozmieszczone w całej cząsteczce TCNE, a spinami jonów V2+, co prowadzi do lokalnego uporządkowania ferrimagnetycznego z TC ~ 600 K dla zoptymalizowanych folii5. Oprócz wykazywania uporządkowania magnetycznego w temperaturze pokojowej, folie V[TCNE]x~2 są półprzewodnikowe z pasmem wzbronionym 0,5 eV12. Inne godne uwagi właściwości to możliwy perymagnetyzm poniżej temperatury zamarzania ~150 K13,14, anomalny dodatni magnetoopór12,15,16 i magnetyzm indukowany światłem13,17,18.
Metoda CVD do syntezy cienkich warstw V[TCNE]x~2 jest kompatybilna z różnymi podłożami ze względu na niską temperaturę (<60 °C) i osadzanie konforemne. Wcześniejsze badania wykazały udane osadzanie V[TCNE]x~2 zarówno na sztywnych, jak i elastycznych podłożach7. Co więcej, ta technika osadzania nadaje się do dostrajania poprzez modyfikację prekursorów i parametrów wzrostu. 19-22 Chociaż przedstawiony tutaj protokół dostarcza najbardziej zoptymalizowanych filmów do tej pory, od czasu odkrycia tej metody poczyniono znaczne postępy w poprawie niektórych właściwości folii i możliwe są dalsze korzyści.