O semicondutor ferrimagnético vanádio tetracianoetileno de base orgânica (V [TCNE] x, x ~ 2) exibe temperatura ambiente ordenação magnética e promete as vantagens de materiais orgânicos para aplicações magnetoelectronic, tais como a flexibilidade, a produção de baixo custo, e tunability química. Estudos anteriores demonstraram funcionalidade em dispositivos de spintrônica, incluindo válvulas de spin orgânicos / inorgânicos 1,2 e totalmente orgânico híbridos 3, e como um polarizador de spin em um heterostructure semicondutores orgânicos / inorgânicos ativo 4. Além disso, V [TCNE] x ~ 2 demonstrou promessa para inclusão em produtos eletrônicos de alta freqüência devido a sua extremamente estreita ressonância ferromagnética linewidth 5.
Existem quatro métodos diferentes que foram estabelecidas para sintetizar V [TCNE] x ~ 06-09 fevereiro. V [TCNE] x ~ 2 foi sintetizado pela primeira vez como TISHIr em diclorometano através de uma reacção de TCNE e V (C 6 H 6) 6. Estes pós exibiu o primeiro ordenamento magnético temperatura ambiente observada em um material de base orgânica. No entanto, a forma de pó deste material é extremamente sensível ao ar, o que limita a sua aplicação em dispositivos de película fina. Em 2000, um produto químico de deposição de vapor foi estabelecida método (CVD) para a criação de V [TCNE] x ~ 2 filmes finos 7. Mais recentemente deposição física de vapor (PVD) e camada de deposição 8 molecular (MLD) 9 tem também sido utilizado para fabricar películas finas. O método PVD requer um sistema de vácuo ultra-alto (UHV) e ambos PVD e métodos MLD requerem tempos extremamente longos no crescimento de filmes mais espessos do que 100 nm, enquanto os filmes de CVD pode ser facilmente depositado em espessuras variando de 30 nm a vários micrómetros. Além da grande variedade de espessuras disponíveis com o método CVD, estudos extensos produziram filmes que mostram consistentemente alta q optimizadoualidade propriedades magnéticas, incluindo: ressonância ferromagnético estreita (FMR) largura de linha (1,5 g), de alta temperatura de Curie (600 K), e afiado magnética comutação 5.
Ordenamento magnético em V [TCNE] x ~ 2 filmes finos prossegue através de uma rota não convencional. Medições magnetometria SQUID mostrar forte ordenamento magnético local, mas a ausência de picos de difração de raios-X e microscopia eletrônica de transmissão inexpressivo (TEM) 10 morfologia revelar uma falta de ordem estrutural de longo alcance. No entanto, a absorção de raios-X estendido de estrutura fina (EXAFS) estuda 11 mostram que cada íon vanádio é octaedricamente coordenado com seis moléculas TCNE diferentes, indicando uma ordem estrutural local, robusto, com um comprimento de ligação de vanádio-nitrogênio de 2,084 (5) a. Magnetismo surge de um acoplamento de troca antiferromagnetic entre os spins desemparelhados do TCNE - ânions radicais, que são distribuídos em toda a TCNE -molécula, e as rotações no V 2+, que conduzem a uma ordenação ferrimagnético local com t C ~ 600 K para filmes otimizados 5. Além de exibir a temperatura ambiente ordenamento magnético, V [TCNE] x ~ 2 filmes são semicondutor com 0,5 eV bandgap 12. Outras propriedades da nota incluem possível sperimagnetism abaixo de uma temperatura de congelamento de ~ 150 K 13,14, magnetorresistência positiva anômala 12,15,16, e foto-induzido magnetismo 13,17,18.
O método CVD para a síntese V [TCNE] x ~ 2 filmes finos é compatível com uma variedade de substratos devido à baixa temperatura (<60 ° C) e a deposição conformada. Estudos anteriores mostraram deposição de sucesso de V [TCNE] x ~ 2 em ambos os substratos rígidos e flexíveis 7. Além disso, esta técnica de deposição presta-se ao ajuste por meio de modificação de precursores e de grparâmetros owth 19-22 Enquanto o protocolo mostrado aqui produz os filmes mais otimizado para data., progressos significativos foram feitos na melhoria algumas das propriedades do filme desde a descoberta deste método e novos ganhos podem ser possíveis.