EP2179457A1 - Arrangement with magnetoresistive effect and method for producing the same - Google Patents

Arrangement with magnetoresistive effect and method for producing the same

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Publication number
EP2179457A1
EP2179457A1 EP08786679A EP08786679A EP2179457A1 EP 2179457 A1 EP2179457 A1 EP 2179457A1 EP 08786679 A EP08786679 A EP 08786679A EP 08786679 A EP08786679 A EP 08786679A EP 2179457 A1 EP2179457 A1 EP 2179457A1
Authority
EP
European Patent Office
Prior art keywords
burn
omr
effect
arrangement
magnetoresistive effect
Prior art date
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Withdrawn
Application number
EP08786679A
Other languages
German (de)
French (fr)
Inventor
Andreas Kanitz
Ulrich Niedermeier
Ralph Pätzold
Michael Vieth
Manfred Rührig
Wiebke Sarfert
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Siemens AG
Original Assignee
Siemens AG
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Filing date
Publication date
Application filed by Siemens AG filed Critical Siemens AG
Publication of EP2179457A1 publication Critical patent/EP2179457A1/en
Withdrawn legal-status Critical Current

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    • H—ELECTRICITY
    • H10—SEMICONDUCTOR DEVICES; ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H10N—ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H10N50/00—Galvanomagnetic devices
    • H10N50/80—Constructional details
    • H10N50/85—Magnetic active materials
    • H—ELECTRICITY
    • H10—SEMICONDUCTOR DEVICES; ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H10N—ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H10N50/00—Galvanomagnetic devices
    • H10N50/01—Manufacture or treatment

Definitions

  • the burn-in process is designed so that the current or voltage values to be applied are significantly higher than during normal operation.
  • At least one interface comprises a salt-like structure, which is formed, for example, by a chemical reaction between the holes (radical cations) formed in the hole transport material and radical anions of the ground state in the emitter material during operation.
  • the metallic contact layer may e.g. made of aluminum or silver with a typical layer thickness of 50-300 nm.
  • an OMR component can also consist of a layer system, as used in organic light-emitting diodes based on small molecules.
  • the organic semiconducting layer may therefore be composed of a polymer, an oligomer or of so-called small molecules. and consist of any mixtures of these classes of compounds.
  • a hole transport layer eg 100-200 nm NPB or Spiro-TAD
  • an emitter layer eg 50-200 nm Alq 3
  • an electron transport layer eg 100-200 nm BCP or Bphen
  • FIG. 2 shows, with reference to a current-voltage characteristic, how the current flow through the component increases at different voltages under the influence of a magnetic field.
  • FIG. 2 corresponds to the prior art.

Abstract

The invention relates to an arrangement with magnetoresistive effect, comprising at least one layer of organic semiconducting material between two electrodes. The magnetoresistive effect is increased by a conditioning of the arrangement, the so-called burn-in process.

Description

Beschreibungdescription
Anordnung mit magnetoresistivem Effekt und Verfahren zur Herstellung dazuArrangement with magnetoresistive effect and method for the preparation thereof
Die Erfindung betrifft eine Anordnung mit magnetoresistivem Effekt, die zwischen zwei Elektroden zumindest eine Schicht aus organischem halbleitendem Material umfasst.The invention relates to a magnetoresistive effect device comprising at least one layer of organic semiconductive material between two electrodes.
Magnetoelektronische Bauelemente haben große Bedeutung als Speichermedien, insbesondere in Festplatten bilden sie die Grundlage dafür, dass die stetig zunehmende Datenmenge zumindest technisch zu bewältigen ist. Durch den organischen Magnetowiderstandseffekt (OMR) in organischen Leuchtdioden ist der Einsatz von nichtmagnetischen, organischen Schichtsystemen (OMR-Bauteilen) in Sensorapplikationen denkbar.Magnetoelectronic components are of great importance as storage media, in particular in hard disks they form the basis for the fact that the steadily increasing amount of data is at least technically manageable. Due to the organic magnetoresistance effect (OMR) in organic light-emitting diodes, the use of non-magnetic, organic layer systems (OMR components) in sensor applications is conceivable.
Aus der WO 2006/044715 ist eine derartige Anordnung bekannt, wobei der magnetoresistive Effekt in den derartigen Bauteilen zwar zweifellos nachweisbar ist, allerdings ist die Effektgröße des magnetoresistiven organischen Effekts (OMR- Effektes) bisher nur durch die Variation der Materialien beeinflussbar .Such an arrangement is known from WO 2006/044715, although the magnetoresistive effect in the components of this kind is undoubtedly detectable, but so far the effect size of the magnetoresistive organic effect (OMR effect) can only be influenced by the variation of the materials.
Aus der DE 10 2006 019 482 ist eine Anordnung mit magnetoresistivem Effekt bekannt, bei der beispielsweise durch geeignete Dotierung die Einsatzspannung und/oder die Betriebsspannung gezielt einstellbar sind. Der OMR-Effekt konnte jedoch bislang nur durch Veränderung der Materialien und des Built- ups der devices verändert werden.From DE 10 2006 019 482 an arrangement with magnetoresistive effect is known in which, for example, by appropriate doping the threshold voltage and / or the operating voltage are selectively adjustable. However, the OMR effect has so far only been changed by changing the materials and the build-up of the devices.
Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es deshalb, ein Verfahren zur Variation, insbesondere zur Steigerung des OMR- Effektes innerhalb einer bekannten Anordnung mit magnetore- sistivem Effekt zu schaffen, durch das der OMR Effekt gegenüber der nicht diesem Verfahren unterzogenen, aber ansonsten identischen Anordnung messbar gesteigert ist. Lösung der Aufgabe und Gegenstand der Erfindung ist daher eine Anordnung mit magnetoresistivem Effekt, zumindest zwei Elektroden mit dazwischen zumindest einer Schicht aus organischem halbleitendem Material, wobei sich zwischen den genann- ten Schichten zumindest ein Interface befindet, das sich während des burn-in Prozesses im device ausbildet und den magne- toresistiven Effekt der Anordnung positiv verändert. Außerdem ist Gegenstand der Erfindung ein Verfahren zur Herstellung solcher Interfaces durch burn-in, die den magnetoresistiven Effekt der Anordnung messbar positiv verstärken.The object of the present invention is therefore to provide a method of variation, in particular to increase the OMR effect within a known arrangement with magnetoresistive effect, by which the OMR effect against the not subjected to this procedure, but otherwise identical arrangement measurably increased is. The object and object of the invention is therefore an arrangement with a magnetoresistive effect, at least two electrodes with at least one layer of organic semiconductive material therebetween, wherein at least one interface is located between said layers, which during the burn-in process device and positively alters the magnetoresistive effect of the device. In addition, the subject matter of the invention is a method for the production of such interfaces by burn-in, which increase the magnetoresistive effect of the arrangement measurably positive.
Als "Oma-Bauteil" wird eine Anordnung mit magnetoresistivem Effekt bezeichnet.The term "granny component" refers to a magnetoresistive effect device.
Als "Interface" wird die Grenzfläche zwischen zwei unmittelbar benachbarten Schichten bezeichnet. Das Interface verändert sich durch den burn-in Prozess, wobei dann analytisch an den beiden aneinandergrenzenden Oberflächen chemisch und/oder physikalisch nachweisbar andere Bedingungen herrschen als bei dem identischen noch nicht dem burn-in unterzogenen Anordnungen .An interface is the interface between two immediately adjacent layers. The interface changes as a result of the burn-in process, whereby analytically and chemically and / or physically detectable different conditions prevail on the two adjoining surfaces than on the identical arrangements which have not yet undergone burn-in.
Als "burn-in" wird ein Verfahren zur Konditionierung einer Anordnung mit magnetoresistivem Effekt bezeichnet, bei der durch den Betrieb eines Oma-Bauteils (d.h. Ladungsträgertransport findet in der Anordnung statt) über einen Zeitraum von mehreren Minuten oder Stunden die Größe des OMR-Effektes verbessert wird."Burn-in" refers to a process for conditioning a magnetoresistive effect device, in which the size of the OMR effect over a period of several minutes or hours through the operation of a grandma device (ie, charge carrier transport takes place in the device) is improved.
Nach einer vorteilhaften Ausführungsform des burn-in Prozesses werden dafür Bedingungen gewählt, die sich von typischen Betriebsbedingungen unterscheiden. Dabei ist dies unabhängig davon, ob das Bauteil bei konstanter Spannung oder konstantem Strom betrieben wird. Während dieses "Burn-in" Prozesses wer- den im Bauteil Veränderungen an der Grenzfläche zwischen den organischen Schichten hervorgerufen. Diese Veränderungen umfassen zum Beispiel die, bei der eine chemische Reaktion zwischen den im Verlauf des Betriebes gebildeten Löchern (Radi- kalkationen) im Lochtransportmaterial und den Radikalanionen des Grundzustandes im Emittermaterial stattfindet, die zur Ausbildung einer salzartigen Zwischenschicht zwischen dem Lochtransportmaterial und dem Emittermaterial am Interface führt.According to an advantageous embodiment of the burn-in process, conditions are chosen which differ from typical operating conditions. This is independent of whether the component is operated at constant voltage or constant current. During this "burn-in" process, changes in the interface between the organic layers are produced in the component. These changes include, for example, those in which a chemical reaction between the holes formed in the course of operation (radii calcifications) takes place in the hole transport material and the radical anions of the ground state in the emitter material, which leads to the formation of a salt-like intermediate layer between the hole transport material and the emitter material at the interface.
Derartige Veränderungen, die der "Burn-in" mit sich bringt sind bei einer OLED nicht erwünscht und wirken sich negativ auf die Effizienz und Lebensdauer eines OLED-Bauteils aus, da die Lichtaussendung nur aus Excitonen, also angeregten Elektronen-Lochpaaren (angeregten Radikalanionen-Radkalkationen- Komplexen) durch Elektronenübergang und Rückbildung der ursprünglichen neutralen Spezies erfolgen kann. Der im Falle eines OMR-Bauelements gewünschte intensive "burn-in" Prozess wird dadurch erreicht, dass die Materialkombination von Lochtransport- und Emittermaterial so gewählt ist, dass neben der Bildung der Excitonen auch genügend angeregte Radikalanionen kein zur Komplexbildung bereites Loch finden und unter irreversibler Veränderung in den radikal-anionischen Grundzu- stand übergehen müssen. Die irreversible Veränderung besteht in der Umwandlung eines planaren Reaktionszentrums in ein tetraedrisches Reaktionszentrum, das ein Loch (Radikalkation) zur Ladungsneutralisation benötigt.Such changes, which the "burn-in" brings with an OLED are not desirable and have a negative effect on the efficiency and lifetime of an OLED device, since the light emission only excitons, so excited electron-hole pairs (excited Radikalanionen- Radkalkationen- complexes) can be done by electron transfer and regression of the original neutral species. The desired in the case of an OMR device intensive "burn-in" process is achieved in that the material combination of hole transport and emitter material is chosen so that in addition to the formation of Excitonen also enough excited radical anions find no hole ready for complex formation and irreversible Change into the radical anionic ground state. The irreversible change is the transformation of a planar reaction center into a tetrahedral reaction center that requires a hole (radical cation) for charge neutralization.
Mit zunehmender Dauer des "Burn-in"-Prozesses und zunehmender Leistung, mit der das Bauteil während des "Burn-in"-Prozesses betrieben wird, nimmt die magnetfeldinduzierte Widerstandsänderung zu. Anzumerken ist hierbei, dass nach einem Burn-in von mehreren 10 Stunden eine allmähliche Sättigung des OMR- Effektes zu beobachten ist (vgl. Figur 5) . Der in der Sättigung erreichte Wert des OMR-Effektes ist abhängig von der Leistung, mit der das Bauteil betrieben wurde. Zusätzlich beobachtet man während des "Burn-in"-Prozesses, dass sich der Grundwiderstand des Bauteils nach anfänglicher Erhöhung deut- lieh stabilisiert. In Vergleichsexperimenten, bei denen dasAs the duration of the burn-in process increases and as the power increases during the burn-in process, the magnetic field-induced resistance change increases. It should be noted here that after a burn-in of several 10 hours, a gradual saturation of the OMR effect can be observed (see Figure 5). The value of the OMR effect achieved in the saturation depends on the power with which the component was operated. In addition, during the "burn-in" process, it is observed that the basic resistance of the component stabilizes significantly after the initial increase. In comparative experiments in which the
OMR-Bauteil über einen Zeitraum von mehreren Stunden auf Temperaturen von 80-1000C geheizt wurde, konnte keine Erhöhung des OMR-Effektes festgestellt werden. Dies zeigt, dass der Fluss von Ladungsträgern im System ein notwendiger Bestandteil des "Burn-in"-Prozesses ist.OMR component was heated over a period of several hours to temperatures of 80-100 0 C, no increase in the OMR effect could be found. This shows that the Flow of charge carriers in the system is a necessary component of the "burn-in" process.
In einer besonders empfehlenswerten Ausführung wird der Burn- in Prozess so gestaltet, dass die anzulegenden Strom- bzw. Spannungswerte deutlich höher sind als im normalen Betrieb.In a particularly recommendable version, the burn-in process is designed so that the current or voltage values to be applied are significantly higher than during normal operation.
Aufgrund verschwindender Hysterese bietet der OMR-Effekt Vorteile gegenüber den bisher ausgenutzten magnetoresistiven Ef- fekten. Eine zentrale Herausforderung bei der Entwicklung von Sensoren auf der Basis organischer OMR-Bauteile ist eine Optimierung der Effektgröße, d.h. der Änderung des Widerstandes durch den Einfluss eines Magnetfeldes.Due to vanishing hysteresis, the OMR effect offers advantages over the previously exploited magnetoresistive effects. A key challenge in developing sensors based on organic OMR devices is optimization of the effect size, i. the change of resistance due to the influence of a magnetic field.
Zur Berechnung des OMR-Effektes wird die Differenz aus demTo calculate the OMR effect, the difference from the
Widerstand mit angelegtem Magnetfeld und dem Widerstand ohne angelegtes Magnetfeld durch den Widerstand ohne angelegtem Magnetfeld dividiert: ΔR/R = (R (B) -R (0) /R (0) ) .Resistance with applied magnetic field and the resistance without applied magnetic field divided by the resistance without applied magnetic field: ΔR / R = (R (B) -R (0) / R (0)).
Für die Anwendung des OMR-Effektes, beispielsweise in einem Sensorsystem, empfiehlt es sich, dass a) der Grundwiderstand R(O) des Sensors sich während des Betriebs nicht ändert und b) die Differenz zwischen R(B) und R(O) (im weiteren "Hub" genannt) möglichst groß ist. Ersteres ist besonders kritisch, da sich aufgrund von Degradationsmechanismen in OMR-Bauteilen eine starke Änderung des Grundwiderstandes in den ersten Betriebsstunden ergeben kann.For the application of the OMR effect, for example in a sensor system, it is recommended that a) the basic resistance R (O) of the sensor does not change during operation and b) the difference between R (B) and R (O) ( in the following called "hub") is as large as possible. The former is particularly critical because degradation of OMR components can cause a large change in the basic resistance in the first few hours of operation.
Würde ein OMR-Bauteil standardmäßig - nach bestem technischem Verständnis - betrieben werden, so würde eine Spannung nahe der Einsatzspannung (bzw. korrespondierende Stromwerte) gewählt werden, da dort der maximale Hub vorliegt. Da im Bereich der Einsatzspannung nur kleine Ströme fließen, wird das OMR-Bauteil mit geringer Leistung betrieben. Wie Figur 5 zeigt, ist beim Betrieb mit geringer Leistung auch nach verhältnismäßig langer Zeit nur ein Wertebereich des OMR- Effektes zugänglich, der deutlich unterhalb desjenigen Bereiches liegt, der beim Burn-in mit hohen Leistungen erreicht werden kann. Beim Burn-in wird daher gezielt eine hohe Leistung in das System eingebracht, um eine entsprechend gute konditionierende Wirkung zu erreichen. Das burn-in Verfahren wird beispielsweise bei einem Hub von nur 90% oder weniger des maximalen Hubs der OMR-Anordnung durchgeführt. Durch den burn-in wird dann neben der Ausbildung eines höheren maximalen Hubs auch noch eine Stabilisierung des Grundwiderstandes erreicht .If an OMR component were to be operated by default - according to the best technical understanding - a voltage close to the threshold voltage (or corresponding current values) would be selected, since this is where the maximum stroke exists. Since only small currents flow in the area of the threshold voltage, the OMR component is operated at low power. As FIG. 5 shows, only a range of values of the OMR effect is accessible during operation with low power, even after a relatively long time, which is clearly below that range which reaches high levels of burn-in performance can be. For burn-in, a high level of performance is deliberately introduced into the system in order to achieve a correspondingly good conditioning effect. For example, the burn-in process is performed at a stroke of only 90% or less of the maximum stroke of the OMR assembly. In addition to the formation of a higher maximum stroke, the burn-in also achieves stabilization of the basic resistance.
Durch den Betrieb eines OMR-Bauteils (wenn Ladungsträgertransport im System stattfindet) über einen Zeitraum von mehreren Minuten oder Stunden kann die Größe des OMR-Effekts verbessert werden. Während dieses, im Folgenden als "burn-in" bezeichneten Prozesses wird im Bauteil eine Veränderung an dem Interface oder an der Grenzfläche zwischen zwei benachbarten organischen Schichten oder zwischen einer organischen Schicht und einer Elektrodenschicht eines OMR-Bauteils hervorgerufen. Diese Veränderung wird insbesondere, aber nicht ausschließlich durch eine chemische Reaktion zwischen den im Verlauf des Betriebs gebildeten Löchern (Radikalkationen) im Lochtransportmaterial und den Radikalanionen des Grundzustandes im Emittermaterial hervorgerufen.Operating an OMR device (when carrying cargo throughout the system) over a period of several minutes or hours can improve the size of the OMR effect. During this process, referred to as "burn-in" in the following, a change is brought about in the component at the interface or at the interface between two adjacent organic layers or between an organic layer and an electrode layer of an OMR component. This change is particularly, but not exclusively, caused by a chemical reaction between the holes (radical cations) formed in the hole transport material and the radical anions of the ground state in the emitter material.
Nach einer vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung umfasst zumindest ein Interface eine salzartige Struktur, die beispielsweise durch eine chemische Reaktion zwischen den im Verlauf des Betriebes gebildeten Löchern (Radikalkationen) im Lochtransportmaterial und Radikalanionen des Grundzustandes im Emittermaterial entsteht.According to an advantageous embodiment of the invention, at least one interface comprises a salt-like structure, which is formed, for example, by a chemical reaction between the holes (radical cations) formed in the hole transport material and radical anions of the ground state in the emitter material during operation.
Die Vorteile der Erfindung liegen in der Möglichkeit, den OMR-Effekt für Sensoranwendungen zu öffnen. Ohne Einsatz eines "Burn-in"-Prozesses nimmt der Grundwiderstand eines OMR- Bauteils während der ersten Betriebsstunden stark zu. Darüber hinaus wurden in Experimenten an unkonditionierten Proben lediglich OMR-Effekte mit | ΔR/R | < 3 % gemessen (vgl. Figur 2) . Durch den "Burn-in"-Prozess wird der Betrag des OMR-Effektes I ΔR/R I deutlich erhöht. Die Erhöhung von | ΔR/R | kann eine Verdopplung des ursprünglichen Wertes sein, bei geeigneter Wahl der Parameter im "Burn-in"-Prozess kann | ΔR/R | auf mehr als das Zehnfache seines ursprünglichen Wertes gesteigert werden. Nach dem "Burn-in"-Prozess liegt der Betrag des OMR- Effektes | ΔR/R | bei mehr als 5 %, idealer Weise bei Werten über 20 %. Durch den größeren Hub des Widerstandes über dem Magnetfeld kann somit die Sensitivität eines OMR-Sensors verbessert werden.The advantages of the invention are the ability to open the OMR effect for sensor applications. Without the use of a "burn-in" process, the basic resistance of an OMR component increases significantly during the first hours of operation. In addition, in experiments on unconditioned samples, only OMR effects with | ΔR / R | <3% measured (see Figure 2). The burn-in process significantly increases the amount of OMR effect I ΔR / RI. The increase of | ΔR / R | can a Doubling the original value, with appropriate choice of parameters in the "burn-in" process can | ΔR / R | increased to more than ten times its original value. After the "burn-in" process, the amount of OMR effect | ΔR / R | at more than 5%, ideally at values above 20%. As a result of the larger stroke of the resistor over the magnetic field, the sensitivity of an OMR sensor can thus be improved.
Darüber hinaus zeigen OMR-Bauteile nach dem "Burn-in"-Prozess eine deutlich höhere Langzeitstabilität des Grundwiderstandes. Zur Bewertung der Langzeitstabilität wird der Quotient ΔR(t)/t herangezogen. ΔR (t) = (R (t) -R (t=0) ) /R (t=0) gibt die prozentuale Änderung des Grundwiderstandes R(B=O) nach einer Betriebszeit t an. Ohne "Burn-in"-Prozess kann |ΔR(t)/t| in organischen Schichtsystemen Werte von über 10%/Stunde annehmen. Nach dem "Burn-in"-Prozess wird |ΔR(t)/t| deutlich verringert, vorzugsweise auf Werte von weniger als 1% /Stunde, besonders bevorzugt auf Werte von weniger als 0.1%/Stunde. Eine aufwändige Anpassung der Sensorelektronik an Drifterscheinungen des Widerstandes kann somit durch den "Burn-in"- Prozess umgangen werden.In addition, OMR components exhibit a significantly higher long-term stability of the basic resistor after the "burn-in" process. To evaluate the long-term stability, the quotient ΔR (t) / t is used. ΔR (t) = (R (t) -R (t = 0)) / R (t = 0) indicates the percentage change in the basic resistance R (B = O) after an operating time t. Without a burn-in process, | ΔR (t) / t | assume values of over 10% / hour in organic layer systems. After the burn-in process, | ΔR (t) / t | significantly reduced, preferably to values of less than 1% / hour, more preferably to values of less than 0.1% / hour. An elaborate adaptation of the sensor electronics to drift phenomena of the resistance can thus be circumvented by the "burn-in" process.
Eine Darstellung des OMR-Effektes sowie der Veränderungen des OMR-Effektes durch den "Burn-in"-Prozess sind in den Figuren noch einmal verdeutlicht.An illustration of the OMR effect as well as the changes of the OMR effect by the "burn-in" process are illustrated once more in the figures.
Die im Folgenden genannten Beispiele stellen mögliche Ausführungsformen dar und sind nicht als Einschränkung der Erfin- düng auf bestimmte Ausführungsformen zu verstehen. Als OMR- Bauteil werden elektronische Bauelemente auf Basis organischer Halbleiter verwendet. Diese Strukturen sind dem Aufbau typischer organischer Leuchtdioden (OLEDs) vergleichbar - wobei im Gegensatz zu OLEDs nicht notwendigerweise eine trans- parente Elektrode vorliegen muss. Unter einer typischen OLED ist ein Schichtsystem zu verstehen, bei dem eine oder mehrere organische Schichten zwischen zwei Elektroden auf einem Substrat aufgebracht sind. Bei Anlegen einer Spannung werden La- dungsträger in die organischen Schichten eingebracht, die dort rekombinieren und Licht aussenden. Für Sensoranwendungen sind vorzugsweise einfach und kostengünstig produzierbare OLEDs zu betrachten, da hier keine Optimierung der optischen Eigenschaften einer OLED von Bedeutung ist und zudem ein Kostenvorteil gegenüber bestehender Technologien zu erwarten ist. Als Materialien und Schichtdicken kommen unter anderem typische, in der Fachliteratur veröffentlichte Materialien und Schichtdicken für OLED-Strukturen in Frage. Anders als bei optischen Anwendungen können in diesem Fall die Elektroden transparent oder auch nicht transparent sein.The examples below represent possible embodiments and are not to be understood as limiting the invention to certain embodiments. The OMR component uses electronic components based on organic semiconductors. These structures are comparable to the structure of typical organic light-emitting diodes (OLEDs) -which, unlike OLEDs, does not necessarily have to be a transparent electrode. A typical OLED is to be understood as a layer system in which one or more organic layers are applied between two electrodes on a substrate. When a voltage is applied, carrier carriers are introduced into the organic layers, which recombine there and emit light. For sensor applications, it is preferable to consider OLEDs which can be produced simply and inexpensively, since no optimization of the optical properties of an OLED is of importance here and, moreover, a cost advantage compared to existing technologies is to be expected. Typical materials and layer thicknesses include typical materials published in the specialist literature and layer thicknesses for OLED structures. Unlike optical applications, in this case the electrodes may be transparent or not transparent.
Nach einer vorteilhaften Ausführungsform ist der Einsatz fluoreszierender Emitter-Materialien wie Polythiophen, oligomere Thiophene, Polyspiromaterialien in OMR-Bauteilen vorgesehen.According to an advantageous embodiment, the use of fluorescent emitter materials such as polythiophene, oligomeric thiophenes, polyspiromaterials is provided in OMR components.
Ein mögliches Ausführungsbeispiel ist eine Zweischicht- Polymer-OLED, deren typischer Aufbau in Figur 1 gezeigt ist. Als Substrat 1 kann z. B. Glas verwendet werden. Als untere Elektrode 3, beispielsweise als Anode kann z.B. ITO mit einer typischen Schichtdicke von 100-200 nm, als erste organische Schicht 2 beispielsweise als Lochtransportschicht z. B. PE- DOTiPSS mit einer typischen Schichtdicke von 100-200 nm eingesetzt werden. Als organische Schicht 2, als Emittermaterial können verschiedene konjugierte Polymere (z.B. PFO, PPV) mit einer typischen Schichtdicke von 50-200 nm, als obere Elektrode 5, beispielsweise als Kathode, kann z. B. Calcium, Barium, Magnesium, Metallfluoride (LiF, CsF) mit einer Schichtdicke von wenigen Nanometern zum Einsatz kommen. Die metalli- sehe Kontaktschicht kann z.B. aus Aluminium oder Silber mit einer typischen Schichtdicke von 50-300 nm bestehen.One possible embodiment is a two-layer polymer OLED, the typical structure of which is shown in FIG. As a substrate 1 z. As glass can be used. As the lower electrode 3, for example, as the anode, e.g. ITO with a typical layer thickness of 100-200 nm, as a first organic layer 2, for example as a hole transport layer z. B. PE DOTiPSS be used with a typical layer thickness of 100-200 nm. As the organic layer 2, as the emitter material, various conjugated polymers (e.g., PFO, PPV) having a typical layer thickness of 50-200nm may be used as the upper electrode 5, for example, as a cathode. As calcium, barium, magnesium, metal fluorides (LiF, CsF) are used with a layer thickness of a few nanometers. The metallic contact layer may e.g. made of aluminum or silver with a typical layer thickness of 50-300 nm.
Alternativ kann ein OMR-Bauteil auch aus einem Schichtsystem bestehen, wie es in organischen Leuchtdioden auf Basis klei- ner Moleküle eingesetzt wird.Alternatively, an OMR component can also consist of a layer system, as used in organic light-emitting diodes based on small molecules.
Die organische halbleitende Schicht kann daher polymer, oli- gomer oder aus so genannten small molecules aufgebaut sein, sowie aus beliebigen Mischungen dieser Verbindungsklassen bestehen. Auf einem mit ITO beschichteten Substrat sind in diesem Fall eine Lochtransportschicht (z.B. 100-200 nm NPB oder Spiro-TAD) , eine Emitterschicht (z.B. 50-200 nm AIq3), eine Elektronentransportschicht (z.B. 100-200 nm BCP oder Bphen) sowie eine Kathode aus Calcium, Barium, Magnesium, Metallfluoride (LiF, CsF) aufgebracht.The organic semiconducting layer may therefore be composed of a polymer, an oligomer or of so-called small molecules. and consist of any mixtures of these classes of compounds. On a substrate coated with ITO in this case are a hole transport layer (eg 100-200 nm NPB or Spiro-TAD), an emitter layer (eg 50-200 nm Alq 3 ), an electron transport layer (eg 100-200 nm BCP or Bphen) and a cathode of calcium, barium, magnesium, metal fluorides (LiF, CsF) applied.
Die für den OMR-Effekt charakteristische Abnahme des Wider- Standes bei zunehmendem Stromfluss unter dem Einfluss eines Magnetfeldes ist in Figur 2 dargestellt. Zusätzlich ist in Figur 2 anhand einer Strom-Spannungs-Charakteristik gezeigt, wie sich bei verschiedenen Spannungen unter dem Einfluss eines Magnetfeldes der Stromfluss durch das Bauteil erhöht. Die Figur 2 entspricht dem Stand der Technik.The characteristic of the OMR effect decrease in resistance with increasing current flow under the influence of a magnetic field is shown in Figure 2. In addition, FIG. 2 shows, with reference to a current-voltage characteristic, how the current flow through the component increases at different voltages under the influence of a magnetic field. FIG. 2 corresponds to the prior art.
Figur 3 hingegen zeigt den burn-in Prozess, insbesondere die Erhöhung des OMR-Effektes mit zunehmender Dauer des "Burn- in"-Prozesses . Zu erkennen ist, dass eine burn-in Zeit von einer Stunde einen höheren Effekt bewirkt als eine kürzere burn-in Zeit.FIG. 3, on the other hand, shows the burn-in process, in particular the increase in the OMR effect with increasing duration of the burn-in process. It can be seen that a burn-in time of one hour causes a higher effect than a shorter burn-in time.
Figur 4 zeigt die Erhöhung des OMR-Effektes mit zunehmender Leistung, mit der das OMR-Bauteil während des "Burn-in"- Prozesses betrieben wird. Bei einer Leistung von 15mW ist der burn-in Effekt gegenüber Werten wie 5mW deutlich gesteigert.Figure 4 shows the increase in the OMR effect with increasing power at which the OMR device is operated during the burn-in process. At a power of 15mW, the burn-in effect is significantly increased over values like 5mW.
Figur 5 zeigt die zeitliche Entwicklung des OMR-Effektes während des "Burn-in"-Prozesses mit unterschiedlichen Leistun- gen. Klar zu erkennen ist, dass eine hohe burn-in Power eine essentielle Bedingung dafür ist, dass der OMR-Effekt signifikant gesteigert werden kann.Figure 5 shows the temporal evolution of the OMR effect during the "burn-in" process with different powers. It can be clearly seen that a high burn-in power is an essential condition for significantly increasing the OMR effect can be.
Figur 6 stellt für zwei unterschiedliche Spannungen den Ver- lauf von ΔR/R in Abhängigkeit des äußeren Magnetfeldes vor und nach dem "Burn-in"-Prozess dar. Ein OMR Effekt ausgedrückt in ΔR/R von größer 20% wurde an einer OMR-Anordnung nach vorherigem burn-in Prozess bei einer Leistung von P = 23mW und einer Dauer von t = 5 Stunden in einem Magnetfeld von B = 4OmT erreicht.FIG. 6 shows, for two different voltages, the course of ΔR / R as a function of the external magnetic field before and after the "burn-in" process. An OMR effect expressed in ΔR / R of greater than 20% was measured at an OMR. Arrangement after previous burn-in process at a power of P = 23mW and a duration of t = 5 hours in a magnetic field of B = 4OmT reached.
In Figur 7 schließlich ist die Stabilisierung des Grundwider- Standes eines OMR-Bauteils durch den "Burn-in"-Prozess dargestellt. Zu erkennen ist, dass der burn-in Prozess die Verschiebung des Nullpunkt-Widerstandes einer OMR-Anordnung vermindert .Finally, FIG. 7 shows the stabilization of the basic resistance of an OMR component by the "burn-in" process. It can be seen that the burn-in process reduces the shift in the zero-point resistance of an OMR device.
Während des burn-in-Verfahrens ist es egal, ob sich die Anordnung in einem Magnetfeld befindet oder nicht. Bei der in Figur 7 gezeigten Ausführungsform des Verfahrens ist während des burn-in Vorgangs kein Magnetfeld angelegt (B = 0 mT) . Für den burn-in Effekt kommt es nur darauf an, dass Ladungsträger sich innerhalb der Anordnung bewegen.During the burn-in process, it does not matter if the array is in a magnetic field or not. In the embodiment of the method shown in FIG. 7, no magnetic field is applied during the burn-in process (B = 0 mT). For the burn-in effect, it is only important that charge carriers move within the arrangement.
Durch die Erfindung wird es erstmals möglich, eine Änderung/Verbesserung des OMR-Effektes in einem Bauteil durch entsprechende Konditionierung zu erreichen. The invention makes it possible for the first time to achieve a modification / improvement of the OMR effect in a component by appropriate conditioning.

Claims

Patentansprüche claims
1. Anordnung mit magnetoresistivem Effekt, zumindest zwei Elektroden mit dazwischen zumindest einer Schicht aus organischem halbleitendem Material, wobei sich zwischen den genannten Schichten zumindest ein Interface befindet, das sich während eines burn-in Prozesses im device ausbildet und den magnetoresisitiven Effekt der Anordnung positiv verändert.1. arrangement with magnetoresistive effect, at least two electrodes with at least one layer of organic semiconducting material therebetween, wherein between said layers at least one interface is formed during a burn-in process in the device and positively changes the magnetoresisitive effect of the arrangement ,
2. Anordnung nach Anspruch 1, wobei das organische halbleitende Material zumindest ein fluoreszierendes Emitter- Material umfasst.2. Arrangement according to claim 1, wherein the organic semiconductive material comprises at least one emitter emitter material.
3. Anordnung nach einem der Ansprüche 1 oder 2, wobei die organische halbleitende Schicht entweder polymere oder oligo- mere Verbindungen oder so genannte small molecules oder beliebige Mischungen dieser drei Verbindungsklassen umfasst.3. Arrangement according to one of claims 1 or 2, wherein the organic semiconducting layer comprises either polymeric or oligomeric compounds or so-called small molecules or any mixtures of these three classes of compounds.
4. Verfahren zur Herstellung einer Anordnung mit magnetoresistivem Effekt nach einem der Ansprüche 1 bis 3, durch einen burn-in Prozess, bei dem die Anordnung durch Anlegen von Spannung zwar in Betrieb genommen wird, aber die Betriebsbedingungen nicht nach maximalem Hub, sondern nach gewünschtem burn-in Effekt ausgewählt werden.4. A method for producing a magnetoresistive effect device according to any one of claims 1 to 3, by a burn-in process in which the arrangement is put into operation by applying voltage, but the operating conditions not after maximum stroke, but according to the desired burn-in effect can be selected.
5. Verfahren nach Anspruch 4, das zumindest für eine Dauer von 1 Minute durchgeführt wird.5. The method of claim 4, which is performed at least for a duration of 1 minute.
6. Verfahren nach einem der Ansprüche 4 oder 5, das bei Betriebsbedingungen von weniger als 90% des maximalen Hubs durchgeführt wird.6. The method according to any one of claims 4 or 5, which is carried out at operating conditions of less than 90% of the maximum stroke.
7. Verfahren nach einem der Ansprüche 4 bis 6, das zumin- dest in einem Magnetfeld von 20 mT durchgeführt wird. 7. The method according to any one of claims 4 to 6, which is carried out at least in a magnetic field of 20 mT.
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* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE102009016658A1 (en) 2008-04-11 2009-11-05 Siemens Aktiengesellschaft Organic magnetoresistance device for use as hard disk in two layer-polymer-organic LED in sensor system, has two organic layers provided between upper and lower electrodes, where layer materials are selectively modified by radiation

Family Cites Families (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
IT1316829B1 (en) * 2000-03-22 2003-05-12 Consiglio Nazionale Ricerche PROCEDURE AND DEVICE FOR THE TRANSFER OF CHARGE CARRIERS WITH POLARIZED SPIN
US6621100B2 (en) * 2000-10-27 2003-09-16 The Ohio State University Polymer-, organic-, and molecular-based spintronic devices
US8077152B2 (en) 2004-10-15 2011-12-13 University Of Iowa Research Foundation Magneto resistive elements and methods for manufacture and use of same
DE202005012932U1 (en) * 2005-08-16 2005-11-10 Schön, Hendrik Organic spin transistor, has contact which injects spin-polarized charge carriers into active organic layer, with charge carriers controlled by voltage applied to gate electrode
US7986287B2 (en) * 2005-08-26 2011-07-26 Semiconductor Energy Laboratory Co., Ltd. Display device and method of driving the same
DE102006019482A1 (en) * 2006-04-26 2007-10-31 Siemens Ag Optical mark recognition hall-sensor arrangement for e.g. position measurement, has layers placed on substrate, where arrangement is designed such that field-producing device causes magneto-resistive change in layer component

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* Cited by examiner, † Cited by third party
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