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方面遭遇瓶颈。在此背景下，自旋电子器件凭借利用电子自旋实现信息传输与处理的优势，成为新一代信息技术发展的关键方向。
近日，中国科学院国家纳米科学中心在高性能分子自旋电子器件及其功能应用领域取得重要突破。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，科研团队创新性地提出空间限制策略，通过构建分子半导体的固态纳米结构，成功提升并有效调控室温自旋信号，同时展示了新型自旋电子功能应用。
为实现这一目标，研究团队采用富勒烯衍生物与聚合物共混体系，通过液—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，从而大幅降低自旋弛豫现象，显著提升室温下的自旋输运效率。
进一步地，科研团队通过调节聚合物含量及分子量，精准控制相分离纳米结构，建立了纳米结构与自旋输运性能之间的明确关系。在实现高达20%的自旋输运效率的同时，还成功实现显著的偏压调控不对称自旋响应，推动分子自旋电子器件从单纯追求高性能向可调控功能方向迈进。
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，有望成为继分子设计和界面工程之后的重要手段。该研究为突破室温自旋输运瓶颈、实现自旋信号精准调控，以及开发自旋逻辑、加密存储和随机信息处理等功能器件提供了新的理论依据和技术路径。
