一种自旋电子器件及其制备方法、调控方法技术

本发明专利技术公开了一种自旋电子器件及其制备方法、调控方法，上述自旋电子器件包括基体，以及在基体表面由下至上层叠设置的：LED构件层，势垒层，铁磁材料层以及二维外尔半金属层；其中，所述二维外尔半金属层选自MoTe2、WTe2、PtTe2和TaTe2中的一种；所述铁磁材料层选自CoFeB合金、Co‑Ni多层膜、Co‑Tb合金和Co‑Gd合金中的一种，所述势垒层选自MgO、Al‑O中的一种。本发明专利技术以二维外尔半金属层和铁磁材料层作为自旋注入端，通过利用二维外尔半金属的自旋轨道耦合效应实现电流‑自旋流的转换，从而利用自旋轨道转矩效应实现电流驱动自旋注入端中铁磁性层磁矩的翻转，达到无需外磁场来调控注入电子的自旋态，以实现调控自旋发光二极管的发光的极化状态。

【技术实现步骤摘要】
一种自旋电子器件及其制备方法、调控方法
本专利技术涉及自旋电子学和半导体器件领域，具体涉及一种自旋电子器件及其制备方法、调控方法。
技术介绍
在自旋电子学近30年的形成和发展历程中，一系列新材料、新结构及新物理效应的不断发现，极大地丰富了自旋电子学研究成果，同时促进了设计和研究一些新型自旋电子学材料结构的物理基础，从而推动了信息科学技术的快速发展和进步。自旋轨道转矩(Spin-OrbitTorque,SOT)一直是自旋电子学领域研究的热点，因为该效应已被证明是实现零磁场下利用电流驱动磁矩翻转的有效手段，为低功耗自旋电子学器件的开发提供了物理基础，并且最近形成了名为“自旋轨道电子学”一个自旋电子学领域中新的研究方向。自旋电子学作为凝聚态物理中的新兴的重要学科之一，其自旋电子器件也是近年来的热门领域。其具有消耗少、速度快、高集成密度等优点，有望在下一代电子器件的发展中扮演着重要的角色。随着自旋电子学的巨磁阻(GMR)与隧道磁阻(TMR)效应被广泛应用于各类商业磁性存储器中。而各种新型电子自旋器件，如自旋发光二极管也得到了广泛的研究。自旋电子学的相关研究从某种意义上将也可以认为是围绕对自旋本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种自旋电子器件，其特征在于：包括基体，以及在基体表面由下至上层叠设置的：LED构件层；势垒层；铁磁材料层，以及二维外尔半金属层；其中，所述二维外尔半金属层选自MoTe2、WTe2、PtTe2和TaTe2中的一种；所述铁磁材料层选自CoFeB合金、Co‑Ni多层膜、Co‑Tb合金和Co‑Gd合金中的一种，所述势垒层选自MgO、Al‑O中的一种。

【技术特征摘要】
1.一种自旋电子器件，其特征在于：包括基体，以及在基体表面由下至上层叠设置的：LED构件层；势垒层；铁磁材料层，以及二维外尔半金属层；其中，所述二维外尔半金属层选自MoTe2、WTe2、PtTe2和TaTe2中的一种；所述铁磁材料层选自CoFeB合金、Co-Ni多层膜、Co-Tb合金和Co-Gd合金中的一种，所述势垒层选自MgO、Al-O中的一种。2.根据权利要求1所述的自旋电子器件，其特征在于：所述的二维外尔半金属层为MoTe2、WTe2和PtTe2中的一种；所述的铁磁材料层为CoFeB合金或Co-Ni多层膜；所述的势垒层为MgO。3.根据权利要求1或2所述的自旋电子器件，其特征在于：所述的二维外尔半金属层的厚度为1～60nm，所述的铁磁材料层的厚度为0.8～10nm，所述的势垒层的厚度为1～3nm。4.根据权利要求3所述的自旋电子器件，其特征在于：所述的二维外尔半金属层的厚度为1～6nm，所述的铁磁材料层的厚度为1.2～6nm，所述的势垒层的厚度为2.5～3nm。5.根据权利要求1所述的自旋电子器件，其特征在于：所述的LED构件层为GaAs量子阱构成的LED。6.根据权利要求5所述的自旋电子器件，其特征在于：所述的GaAs量子阱构成的LED在P型GaAs衬底表面由下至上的层叠设置有...

【专利技术属性】
技术研发人员：肖灿，王瑞龙，徐家伟，程路明，田亚文，孙华伟，杨昌平，梁世恒，
申请(专利权)人：湖北大学，
类型：发明
国别省市：湖北,42