自旋阀指的是在两个铁磁性电极层之间插入一层非磁性材料构成的三明治结构器件。通过控制两个电极之间的相对磁极化方向，可以实现对器件电阻的调控。自旋阀属于自旋电子学研究范畴，其在磁探头、磁传感等领域具有重要应用价值。

传统无机自旋阀中的非磁性间隔层多由金属材料构成，然而金属的自旋相干寿命极短（皮秒量级），因此研究者已开始采用半导体材料作为间隔层，而将有机半导体作为自旋阀的间隔层材料，始于2004年熊祖洪等人的研究。他们将8-羟基喹啉铝（8-hydroxyquinoline aluminum salt; Alq₃）作为间隔层夹在两个铁磁性电极（镧锶锰氧和钴）之间，制备了第一个可在低温下工作的有机自旋阀器件。接下来的几年，人们对有机自旋阀进行了大量探索，但研究内容多为有机间隔层材料的替换。2010年，J.W.尤（J.W.Yoo）等人将有机自旋阀的其中一个电极替换为有机磁性材料，在低温下测试到了巨磁电阻效应。2011年，B.李（B.Li）等人基于不同工艺，将同一种有机磁性材料[V(TCNE)_x]制备成两个磁性电极，首次制备了全有机自旋阀器件，但该器件仅在120开尔文以下的温度下方能工作。实现室温工作的全有机自旋阀器件，仍然是该领域研究者追寻的终极目标。首个有机自旋阀器件结构如图所示。

首个有机自旋阀器件结构图

有机自旋阀领域存在以下问题亟待解决：①有机自旋阀器件的磁阻是隧穿磁阻（tunneling magnetoresistance）还是巨磁电阻（giant magnetoresistance）尚无定论，相关观点的支持者都拥有大量实验证据。②寻找具有较大自旋散射长度的材料仍然具有相当挑战，研究表明有机材料的自旋散射长度与迁移率的关系并不明确，一些高迁移率材料表现出较短的自旋散射长度，给该领域带来了新的问题。③有机磁性材料极度匮乏，尚需寻找更多的室温磁性有机材料，为实现室温工作的全有机自旋阀器件提供材料基础。

有机自旋阀的研究，一方面拓展了自旋电子学的研究范畴，在科学上体现出重要意义；另一方面，考虑到有机材料的易得性、多样性、柔韧性等优点，有机自旋阀在未来柔性电子学领域也将展现出较大的应用潜力，例如电子皮肤、柔性可写显示等。