[发明专利]一种可集成有机自旋电子分子器件制备方法及其结构

权利要求书

1.一种可集成有机自旋电子分子器件，其特征在于，所述自旋电子分子器件由底复合电极层、共价耦合界面层、功能分子层以及顶复合电极层构成。所述复合电极层为金属-无定形碳膜组成，所述无定形碳膜与功能分子形成共价耦合界面层、功能分子层，所述顶复合电极层由无定形碳膜-金属组成。

2.一种实现权利要求1所述的有机自旋电子分子器件结构的制备方法，其特征在于，包括：1)采用热蒸镀、常温磁控溅射组合工艺制备金属-无定形碳膜底复合电极。2)原位重氮盐电化学还原制备碳-碳共价耦合界面，引入功能分子层。3)采用温和热蒸镀、常温磁控溅射组合工艺制备无定形碳膜-金属顶复合电极软接触。

3.根据权利要求2所述的有机自旋电子分子器件的制备方法，其特征在于，所述底复合电极可图案化，通过镂空掩模版覆盖制备梳状、条状电极平面结构，电化学修饰功能分子层具有区域选择性，结合顶部图案化复合电极，形成可集成的自旋电子分子器件阵列。

4.根据权利要求1所述的有机自旋分子器件结构，其特征在于，所述复合电极金属部分厚度10-50nm,所述复合电极无定形碳膜部分厚度为10-20nm。

5.根据权利要求1所述的有机自旋分子器件结构，其特征在于，所述功能分子层厚度为2-20nm。

6.根据权利要求2所述的有机自旋分子器件结构制备方法，其特征在于，所述底复合电极制备速率为0.5-1nm/min,所述的顶复合电极制备速率为0.2-0.8nm/min。

7.根据权利要求1所述的有机自旋分子器件结构，其特征在于，所述功能分子层与复合电极层之间通过碳-碳共价键结合，构成电极-分子稳定的耦合界面层。

8.根据权利要求3所述的有机自旋电子分子器件结构，其特征在于，集成的分子器件结构可拓展至晶圆尺寸，可设置为但不限于4×6、6×6、12×12、30×30、80×80、100×100。

9.根据权利要求2所述的有机自旋分子器件结构制备方法，其特征在于，原位重氮盐电化学制备功能分子层具有分子普适性，结合带有苯胺侧基团的金属配合物/纯有机分子构筑功能分子层。

10.根据权利要求2所述有机自旋分子器件结构制备方法，其特征在于，采用聚二甲基硅氧烷PDMS、聚甲基丙烯酸甲酯PMMS等溶液旋涂于所述集成的有机自旋电子分子器件表面，干燥后形成封装层。