开发纯有机室温磁性半导体一直是材料界长期追求的目标,旨在同时控制自旋和电荷。有机共晶以其结构多样性和多功能性而闻名,是这些磁电耦合应用的理想候选者。然而,有机室温磁性半导体共晶很少被报道,由于共晶结构的复杂性,其机制仍然知之甚少。近日,天津大学张小涛、丁帅帅用自由基掺杂有机共晶为提高其磁性和导电性同时保持其共晶结构提供了一种有效策略。
本文要点:
1) 荧蒽-7,7,8,8-四氰基醌二甲烷自由基(FA-HTCNQ•)是通过一种简单、快速、环保的溶液加工方法构建的。导电FA-HTCNQ•表现出优异的室温铁磁性,矫顽场为96 Oe,居里温度接近400 K,优于其结构相同的未掺杂对应物。同时,在导电FA-HTCNQ•中证明了室温磁电耦合。
2) 有机共晶中更强的铁磁性和导电性归因于自由基引起电荷转移(CT)相互作用的增强,而不是这些自由基之间的自旋交换相互作用。该研究揭示了有机共晶中铁磁性的起源,并为未来集成磁电器件制备纯有机室温磁性半导体材料提供了一种简单策略。
Tingting Li et.al Advancing Room-Temperature Magnetic Semiconductors with Organic Radical Charge Transfer Cocrystals Adv. Mater. 2025
DOI: 10.1002/adma.202414719
https://doi.org/10.1002/adma.202414719