北京交通大学：有机自旋仿生学——稠环电子受体体异质结中各向异性磁电效应研究

N-型稠环电子受体分子在高效稳定、半透明、柔性可穿戴有机太阳能电池领域以及光伏集成一体化方面具有潜在的应用价值。近期，我们发现了该类受体分子在有机自旋电子学和有机仿生学交叉领域前景旷阔。众所周知，自然界中的生物例如鸟儿和海龟能够在高空和深海等极端条件下辨别方向，在旷阔的黑暗中进行方向识别和地域迁移，这依赖于有机生物体系对地球磁场的分布及其强度的敏锐感应和信息反馈。而在自旋电子学中，磁各向异性的响应多依赖于铁磁金属及无机半导体中的自旋轨道耦合、Rashba效应、薄膜外延生长、晶体或器件结构反演不对称等诸多条件。由于有机分子的无序性和能量最小化堆积排列，人们普遍认为低温溶液法所制备的有机半导体薄膜基本被不具备产生磁各向异性的基本条件。然而，该认知在我们的最新研究中被打破，我们探索并发现了部分非富勒烯代表性材料如PM6:Y6和PM6:IT-4F体系中具有显著的面内和面外各向异性磁电效应，磁电阻率在磁场180度旋转角度内呈现出明显的二折对称现象，通过对所有磁电阻数据进行自旋物理理论分析，我们发现该磁响应及其磁各向异性由有机给-受体电荷转移态下极化子对的各向异性朗德g-因子差和超精细耦合场所决定。该研究进一步推动了能源材料N-型稠环电子受体分子的多功能性，打破了人们长期以来对传统磁各向异性的认知，本课题对有机自旋仿生学研究奠定了一定的实验和理论基础。

该工作发表于美国化学会杂志ACS Materials Letters，论文题目为：Anisotropic Organic Magnetoresistance in Fused-Ring Electron Acceptors Based Bulk Heterojunction Systems. 文章DOI：10.1021/acsmaterialslett.3c00262

转自：“有机钙钛矿光电前沿”微信公众号

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