随着人工智能与大数据技术的迅猛推进，传统电子器件在功耗及信息处理效率上遭遇瓶颈。在此背景下，自旋电子器件凭借其利用电子自旋进行信息传输与处理的独特优势，正成为新一代信息技术的重要突破口。
中国科学院国家纳米科学中心近期在高性能分子自旋电子器件领域取得显著进展。针对分子自旋电子器件在室温下自旋输运效率低且调控困难的问题，研究团队创新性地提出空间限制策略，通过设计分子半导体的固态纳米结构，成功实现了室温自旋信号的显著提升与有效调控，并展示了新型自旋电子功能应用。
具体而言，研究团队采用富勒烯衍生物与聚合物共混体系，利用液—液相分离技术，将连续的块体分子半导体薄膜转化为分离的纳米柱状输运通道。这一设计有效限制了自旋载流子的空间扩散，简化了输运路径，从而大幅降低了自旋弛豫，提升了室温下的自旋输运效率。
通过精确调控聚合物含量及分子量，研究团队实现了对相分离纳米结构的精细调节，建立了纳米结构与自旋输运性能之间的明确关系。在取得高达20%的自旋输运效率新突破的同时，研究团队还实现了显著的偏压调控不对称自旋响应，推动了分子自旋电子器件从“高性能自旋输运”向“可调控自旋功能”的跨越。
这一系列研究成果表明，固态纳米结构工程为调控分子自旋输运提供了全新维度，有望突破室温自旋输运瓶颈，实现自旋信号的精准调控，并为发展自旋逻辑、加密存储和随机信息处理等功能器件开辟新的研究路径。
