Coordination Compounds in Devices of Molecular Spintronics

Cover Page

Cite item

Full Text

Open Access Open Access
Restricted Access Access granted
Restricted Access Subscription Access

Abstract

Spintronics, being one of the youngest fields of microelectronics, is applied already for several decades to enhance the efficiency of components of computer equipment and to develop units of quantum computer and other electronic devices. The use of molecular material layers in a spintronic device makes it possible to substantially deepen the understanding of the spin transport mechanisms and to form foundation for a new trend at the nexus of physics and chemistry: molecular spintronics. Since the appearance of this trend, various coordination compounds, including semiconductors, single-molecule magnets, complexes with spin transitions, and metal-organic frameworks, are considered as molecular materials of spintronic devices with diverse unusual characteristics imparted by these materials. Specific features of using the earlier described representatives of the listed classes of compounds or their analogs, which are still “kept on the shelves” in chemical laboratories, for manufacturing polyfunctional devices of molecular spintronics are briefly reviewed.

About the authors

I. S. Zlobin

Nesmeyanov Institute of Organoelement Compounds, Russian Academy of Sciences, Moscow, Russia; Moscow Institute of Physics and Technology (National Research University), Dolgoprudnyi, Moscow oblast, Russia

Email: novikov84@ineos.ac.ru
Россия, Москва; Россия, Московская обл., Долгопрудный

V. V. Novikov

Nesmeyanov Institute of Organoelement Compounds, Russian Academy of Sciences, Moscow, Russia; Moscow Institute of Physics and Technology (National Research University), Dolgoprudnyi, Moscow oblast, Russia

Email: novikov84@ineos.ac.ru
Россия, Москва; Россия, Московская обл., Долгопрудный

Yu. V. Nelyubina

Nesmeyanov Institute of Organoelement Compounds, Russian Academy of Sciences, Moscow, Russia; Moscow Institute of Physics and Technology (National Research University), Dolgoprudnyi, Moscow oblast, Russia

Author for correspondence.
Email: novikov84@ineos.ac.ru
Россия, Москва; Россия, Московская обл., Долгопрудный

References

  1. Yates J.T. // Science. 1998. V. 279. № 5349. P. 335.
  2. Zantye P.B., Kumar A., Sikder A.K. // Sci. Eng. Ineering. 2004. V. 45. № 3. P. 89.
  3. Wolf S.A., Chtchelkanova A.Y., Treger D.M. // IBM J. Res. Dev. 2006. V. 50. № 1. P. 101.
  4. Wolf S.A., Awschalom D.D., Buhrman R.A. et al. // Science. 2001. V. 294. № 5546. P. 1488.
  5. Žutić I., Fabian J., Das Sarma S. // Rev. Mod. Phys. 2004. V. 76. № 2. P. 323.
  6. Baibich M.N., Broto J.M., Fert A. et al. // Phys. Rev. Lett. 1988. V. 61. № 21. P. 2472.
  7. Binasch G., Grünberg P., Saurenbach F. et al. // Phys. Rev. B. 1989. V. 39. № 7. P. 4828.
  8. Ney A., Pampuch C., Koch R. et al. // Nature. 2003. V. 425. № 6957. P. 485.
  9. Behin-Aein B., Datta D., Salahuddin S., Datta S. // Nat. Nanotechnol. 2010. V. 5. № 4. P. 266.
  10. Burkard G., Engel H.A., Loss D. // Fortschr. Phys. 2000. V. 48. № 9–11. P. 965.
  11. Rao C.N.R., Cheetham A.K. // Science. 1996. V. 272. № 5260. P. 369.
  12. Khvalkovskii A.V., Zvezdin K.A. // J. Magn. Magn. Mater. 2006. V. 300. № 1. P. 270.
  13. Parkin S.S.P., Roche K.P., Samant M.G. et al. // J. A-ppl. Phys. 1999. V. 85. № 8. P. 5828.
  14. Tehrani S., Engel B., Slaughter J.M. et al. // IEEE Trans. Magn. 2000. V. 36. № 5. P. 2752.
  15. Khvalkovskiy A.V., Apalkov D., Watts S. et al. // J. Phys. D: Appl. Phys. 2013. V. 46. № 13.
  16. Rizzo N.D., Houssameddine D., Janesky J. et al. // IEEE Trans. Magn. 2013. V. 49. № 7. P. 4441.
  17. Kim Y., Yun J.G., Park S.H. et al. // IEEE Trans. Electron Devices. 2012. V. 59. № 1. P. 35.
  18. Gajek M., Nowak J.J., Sun J.Z.et al. // Appl. Phys. Lett. 2012. V. 100. № 13. P. 1.
  19. Devkota J. et al. Organic Spin Valves: A Review // Adv. Funct. Mater. 2016. V. 26. № 22. P. 3881.
  20. Camarero J., Coronado E. // J. Mater. Chem. 2009. V. 19. № 12. P. 1678.
  21. Felser C., Fecher G.H., Balke B. // Angew. Chem. Int. Ed. 2007. V. 46. № 5. P. 668.
  22. Sanvito S. // Chem. Soc. Rev. 2011. V. 40. № 6. P. 3336.
  23. Clemente-Juan J.M., Coronado E., Gaita-Ariñoa A. // Chem. Soc. Rev. 2012. V. 41. № 22. P. 7464.
  24. Coronado E. // Nat. Rev. Mater. 2020. V. 5. № 2. P. 87.
  25. Xiong Z.H., Wu D., Valy Vardeny Z., Shi J. // Nature. 2004. V. 427. № 6977. P. 821.
  26. Coronado E., Yamashita M. // Dalton Trans. 2016. V. 45. № 42. P. 16553.
  27. Sanvito S. // Nature Phys. 2010. V. 6. № 8. P. 562.
  28. Barthélémy A., Fert A., Contour J.P. et al. // J. Magn. Magn. Mater. 2002. V. 242–245. P. 68.
  29. Fert A., Barthélémy A., Petroff F. // Elsevier. 2006. V. 1. P. 153.
  30. Wang F.J., Yang C.G., Vardeny Z.V., Li X.G. // Phys. Rev. B Condens. Matter. 2007. V. 75. № 24.
  31. Yoo J.W., Jang H.W., Prigodin V.N. et al. // Synth. Met. 2010. V. 160. P. 216.
  32. Raman K.V. // Appl. Phys. Rev. 2014. V. 1. № 3. P. 031101.
  33. Cinchetti M., Dediu V.A., Hueso L.E. // Nat. Mater. 2017. V. 16. № 5. P. 507.
  34. Bedoya-Pinto A., Miralles S.G., Vélez S. et al. // Adv. Funct. Mater. 2018. V. 28. № 16. P. 1.
  35. Barraud C., Seneor P., Mattana R. et al. // Nat. Phys. 2010. V. 6. № 8. P. 615.
  36. Forment-Aliaga A., Coronado E. // Chem. Rec. 2018. V. 18. № 7. P. 737.
  37. Brütting W. // Physica Status Solidi. 2005. P. 1.
  38. Friend R.H., Gymer R.W., Holmes A.B. et al. // Nature. 1999. V. 397. № 6715. P. 121.
  39. Forrest S., Burrows P., Thompson M. // IEEE Spectr. 2000. V. 37. № 8. P. 29.
  40. Ding S., Tian Y., Hu W. // Nano Res. 2021.
  41. Wang F.J., Xiong Z.H., Wu D. et al. // Synth. Met. 2005. V. 155. № 1. P. 172.
  42. Santos T.S., Lee J.S., Migdal P. et al. // Phys. Rev. Lett. 2007. V. 98. № 1. P. 016601.
  43. Prezioso M., Riminucci A., Bergenti I. et al. // Adv. Mater. 2011. V. 23. № 11. P. 1371.
  44. Jiang S.W., Chen B.B., Wang P. et al. // Appl. Phys. Lett. 2014. V. 104. № 26. Art. 262402.
  45. Jiang S.W., Shu D.J., Lin L. et al. // New J. Phys. 2014. V. 16. № 1. P. 013028.
  46. Mondal P.C., Fontanesi C., Waldeck D.H. et al. // Acc. Chem. Res. 2016. V. 49. № 11. P. 2560.
  47. Delprat S., Galbiati M., Tatay S. et al. // J. Phys. D: Appl. Phys. 2018. V. 51. № 47.
  48. Yang W., Shi Q., Miao T. et al. // Nat. Commun. 2019. V. 10. № 1. P. 1.
  49. Xia H., Zhang S., Li H. et al. // Results Phys. 2021. V. 22. P. 103963.
  50. Droghetti A., Steil S., Großmann N. et al. // Phys. Rev. B. 2014. V. 89. № 9. P. 094412.
  51. Bergenti I., Borgatti F., Calbucci M. et al. // ACS Appl. Mater. Interfaces. 2018. V. 10. № 9. P. 8132.
  52. Riminucci A., Yu Z.G., Prezioso M. et al. // ACS Appl. Mater. Interfaces. 2019. V. 11. № 8. P. 8319.
  53. Sun D., Miller J.S., Liu F. et al. // World Scientific 2018. V. 2. P. 167.
  54. Bedoya-Pinto A., Prima-García H., Casanova F. et al. // Adv. Electron. Mater. 2015. V. 1. № 6. P. 1.
  55. Sun X., Bedoya-Pinto A., Mao Z. et al. // Adv. Mater. 2016. V. 28. № 13. P. 2609.
  56. Yu D.E.C., Matsuda M., Tajima H. et al. // J. Mater. Chem. 2009. V. 19. № 6. P. 718.
  57. Yu D.E.C., Matsuda M., Tajima H. et al. // Dalton Trans. 2011. V. 40. № 10. P. 2283.
  58. Black N., Daiki T., Matsushita M.M. et al. // Phys. Chem. Chem. Phys. 2018. V. 20. № 1. P. 514.
  59. Pilia L., Serri M., Matsushita M.M. et al. // Adv. Funct. Mater. 2014. V. 24. № 16. P. 2383.
  60. Christou G., Gatteschi D., Hendrickson D.N. et al. // MRS Bull. 2000. V. 25. № 11. P. 66.
  61. Novikov V., Nelyubina Yu. // Russ. Chem. Rev. 2021. V. 90. № 10. P. 1330.
  62. Bogani L., Wernsdorfer W. // Nanosci. Technol. 2009. P. 194.
  63. Leuenberger M.N., Loss D. // Nature. 2001. V. 410. № 6830. P. 789.
  64. Elste F., Timm C. // Phys. Rev. B. 2006. V. 73. № 23. P. 235305.
  65. Timm C., Elste F. // Phys. Rev. B. 2006. V. 73. № 23. P. 235304.
  66. Ishikawa N., Sugita M., Ishikawa T. et al. // J. Am. Chem. Soc. 2003. V. 125. № 29. P. 8694.
  67. Ishikawa N., Sugita M., Wernsdorfer W. // Ang. Chem. Int. Ed. 2005. V. 44. № 19. P. 2931.
  68. Katoh K., Komeda T., Yamashita M. // The Chem. Rec. 2016. V. 16. № 2. P. 987.
  69. Jo M.H., Grose J.E., Baheti K. et al. // Nano Lett. 2006. V. 6. № 9. P. 2014.
  70. Stepanow S., Honolka J., Gambardella P. et al. // J. Am. Chem. Soc. 2010. V. 132. № 34. P. 11900.
  71. Candini A., Klyatskaya S., Ruben M. et al. // Nano Lett. 2011. V. 11. № 7. P. 2634.
  72. Urdampilleta M., Nguyen N.V., Cleuziou J.P. et al. // Int. J. Mol. Sci. 2011. V. 12. № 10. P. 6656.
  73. Shao D., Wang X.-Y. // Chin. J. Chem. 2020. V. 38. № 9. P. 1005.
  74. Mannini M., Pineider F., Sainctavit P. et al. // Nature Mater. 2009. V. 8. № 3. P. 194.
  75. Cini A., Mannini M., Totti F. et al. // Nat. Commun. 2018. V. 9. № 1. P. 480.
  76. Mitcov D., Pedersen A.H., Ceccato M. et al. // Chem. Sci. 2019. V. 10. № 10. P. 3065.
  77. Cucinotta G., Poggini L., Pedrini A. et al. // Adv. Funct. Mater. 2017. V. 1703600. P. 1.
  78. Miralles S.G., Bedoya-Pinto A., Baldoví J.J. et al. // Chem. Sci. 2018. V. 9. № 1. P. 199.
  79. Senthil Kumar K., Ruben M. // Coord. Chem. Rev. 2017. V. 346. P. 176.
  80. Shepherd H.J., Molnár G., Nicolazzi W. et al. // Eur. J. Inorg. Chem. 2013. V. 2013. № 5–6. P. 653.
  81. Cavallini M. // Phys. Chem. Chem. Phys. 2012. V. 14. № 34. P. 11867.
  82. Zlobin I.S., Aisin R.R., Novikov V.V. // Russ. J. Coord. Chem. 2022. V. 48. № 1. P. 33.
  83. Long G.J., Grandjean F., Reger D.L. //. Springer. 2004. P. 91.
  84. Mahfoud T., Molnár G., Cobo S. et al. // Appl. Phys. Lett. 2011. V. 99. № 5. P. 053307.
  85. Naggert H., Bannwarth A., Chemnitz S. et al. // Dalton Trans. 2011. V. 40. № 24. P. 6364.
  86. Aisin R.R., Belov A.S., Belova S.A. et al. // Russ. J. Coord. Chem. 2021. V. 47. № 1. P. 52.
  87. Niel V., Gaspar A.B., Muñoz M.C. et al. // Inorg. Chem. 2003. V. 42. № 15. P. 4782.
  88. Aravena D., Ruiz E. // J. Am. Chem. Soc. 2012. V. 134. № 2. P. 777.
  89. Baadji N., Sanvito S. // Phys. Rev. Lett. 2012. V. 108. № 21. P. 217201.
  90. Lefter C., Davesne V., Salmon L. et al. // Magnetochemistry. 2016. V. 2. № 1. P. 18.
  91. Lee K., Park J., Song I., Yoon S.M. // Bull. Korean. Chem. Soc. 2021. V. 42. № 9. P. 1170.
  92. Dong R., Zhang Z., Tranca D.C. et al. // Nat. Commun. 2018. V. 9. № 1. P. 2637.
  93. Yang C., Dong R., Wang M. et al. // Nat. Commun. 2019. V. 10. № 1. P. 3260.
  94. Yoon S.M., Park J.H., Grzybowski B.A. // Ang. Chem. 2017. V. 129. № 1. P. 133.
  95. Dong R., Zhang T., Feng X. // Chem. Rev. 2018. V. 118. № 13. P. 6189.
  96. Song X., Liu J., Zhang T., Chen L. // Sci. China Chem. 2020. V. 63. № 10. P. 1391.
  97. Wang P., Jiang X., Hu J. et al. // Phys. Chem. Chem. Phys. 2020. V. 22. № 19. P. 11045.
  98. Chakravarty C., Mandal B., Sarkar P.J. // Phys. Chem. C. 2016. V. 120. № 49. P. 28307.
  99. Mandal B., Sarkar P. // Phys. Chem. Chem. Phys. 2015. V. 17. № 26. P. 17437.
  100. Song X. et al. // Ang. Chem. Int. Ed. 2020. V. 59. № 3. P. 1118.
  101. Aulakh D. et al. // J. Am. Chem. Soc. 2015. V. 137. № 29. P. 9254.
  102. Aulakh D. et al. // Inorg. Chem. 2017. V. 56. № 12. P. 6965.
  103. Aulakh D. et al. // J. Am. Chem. Soc. 2019. V. 141. № 7. P. 2997.

Supplementary files

Supplementary Files
Action
1. JATS XML
Download
2.

Download (209KB)
Indexing metadata
3.

Download (567KB)
Indexing metadata
4.

Download (235KB)
Indexing metadata
5.

Download (1MB)
Indexing metadata
6.

Download (857KB)
Indexing metadata

Copyright (c) 2022 И.С. Злобин, В.В. Новиков, Ю.В. Нелюбина

Согласие на обработку персональных данных с помощью сервиса «Яндекс.Метрика»

1. Я (далее – «Пользователь» или «Субъект персональных данных»), осуществляя использование сайта https://journals.rcsi.science/ (далее – «Сайт»), подтверждая свою полную дееспособность даю согласие на обработку персональных данных с использованием средств автоматизации Оператору - федеральному государственному бюджетному учреждению «Российский центр научной информации» (РЦНИ), далее – «Оператор», расположенному по адресу: 119991, г. Москва, Ленинский просп., д.32А, со следующими условиями.

2. Категории обрабатываемых данных: файлы «cookies» (куки-файлы). Файлы «cookie» – это небольшой текстовый файл, который веб-сервер может хранить в браузере Пользователя. Данные файлы веб-сервер загружает на устройство Пользователя при посещении им Сайта. При каждом следующем посещении Пользователем Сайта «cookie» файлы отправляются на Сайт Оператора. Данные файлы позволяют Сайту распознавать устройство Пользователя. Содержимое такого файла может как относиться, так и не относиться к персональным данным, в зависимости от того, содержит ли такой файл персональные данные или содержит обезличенные технические данные.

3. Цель обработки персональных данных: анализ пользовательской активности с помощью сервиса «Яндекс.Метрика».

4. Категории субъектов персональных данных: все Пользователи Сайта, которые дали согласие на обработку файлов «cookie».

5. Способы обработки: сбор, запись, систематизация, накопление, хранение, уточнение (обновление, изменение), извлечение, использование, передача (доступ, предоставление), блокирование, удаление, уничтожение персональных данных.

6. Срок обработки и хранения: до получения от Субъекта персональных данных требования о прекращении обработки/отзыва согласия.

7. Способ отзыва: заявление об отзыве в письменном виде путём его направления на адрес электронной почты Оператора: info@rcsi.science или путем письменного обращения по юридическому адресу: 119991, г. Москва, Ленинский просп., д.32А

8. Субъект персональных данных вправе запретить своему оборудованию прием этих данных или ограничить прием этих данных. При отказе от получения таких данных или при ограничении приема данных некоторые функции Сайта могут работать некорректно. Субъект персональных данных обязуется сам настроить свое оборудование таким способом, чтобы оно обеспечивало адекватный его желаниям режим работы и уровень защиты данных файлов «cookie», Оператор не предоставляет технологических и правовых консультаций на темы подобного характера.

9. Порядок уничтожения персональных данных при достижении цели их обработки или при наступлении иных законных оснований определяется Оператором в соответствии с законодательством Российской Федерации.

10. Я согласен/согласна квалифицировать в качестве своей простой электронной подписи под настоящим Согласием и под Политикой обработки персональных данных выполнение мною следующего действия на сайте: https://journals.rcsi.science/ нажатие мною на интерфейсе с текстом: «Сайт использует сервис «Яндекс.Метрика» (который использует файлы «cookie») на элемент с текстом «Принять и продолжить».