クロムポルフィリン配列をスピントロニックデバイスとして

スピントロニックデバイスは未来の情報技術にとって非常に重要です。このようなデバイスに適した材料は、半金属的特性を持っている必要があります。特に、有機半金属は柔軟なデバイスに使用でき、長いスピンコヒーレンス長を持つという利点があります。我々は、1次元無限クロムポルフィリン配列、すなわちCr-PA(∞)が、クロム原子のスピンが平行に配列されたときに半金属的挙動を示すと予測しています。クロム原子の間隔が大きいため（>8 Å）、スピン間の結合は小さく、外部磁場によってその方向を容易に制御できます。強磁性状態において、主要スピン電子のバンドギャップは0.30 eVであり、副スピン電子のバンドギャップはありません。これにより半金属的特性が反映されます。この独特の特性は、Crの高スピン状態に起因し、Cr-PA(∞)の伝導バンドのスピン非対称性をもたらします。Au電極の存在下で、Cr-PA(1,2,3)の電子輸送が非平衡グリーン関数技術を用いて計算されました。二量体のCr-PA(2)からスピンフィルタリング能力が現れることがわかりました。このように、スピンフィルタを設計するための新しい有機金属フレームワークが提案されます。他の多くの研究者が新しいスピントロニックデバイスを設計しているものの、現在のところ実際の製造方法が不足しているため、実現されていません。しかし、ポルフィリンベースのスピントロニックデバイスは合成可能なフレームワークを提供します。