一种垂直纳米点接触型自旋霍尔纳米振荡器制造技术

一种纯自旋流高频微波纳米磁性振荡器，所述自旋电子器件基本单元为圆柱型或椭圆柱型纳米点接触的磁性多层结构，所述多层结构是由强自旋轨道耦合材料薄膜和磁性薄膜组成，强自旋轨道耦合的金属薄膜层为具有强自旋轨道偶尔材料或者拓扑二维材料，具体为Ta，Pt，W，TaOx，PtOx，WOx，Cu1

【技术实现步骤摘要】
一种垂直纳米点接触型自旋霍尔纳米振荡器


[0001]本专利技术属于信息电子设备
，具体涉及基于电子自旋轨道力矩的一种纳米平面点接触结构的自旋霍尔纳米振荡器架构设计及应用。

技术介绍

[0002]二十世纪80年代在磁异质结构中发现巨大的磁阻效应和隧穿磁阻效应后，自旋电子学开始得到逐步发展。最近20年内，在电流驱动自旋的自旋转移力矩(STT)效应的发现使自旋电子学得到了得到了广泛关注和研究。基于磁矩在外磁场下的动力学特征，自旋转移力矩效应可以抵消磁性自由层的内禀磁阻尼，因此驱动和维持磁矩进行高频率的持续性进动，结合磁电阻效应就能产生微波电压信号，成为纳米微波源。另外，电流产生的自旋转移力矩效应也可以增强或放大自由层磁矩对外界微波信号的响应，从而实现能检测微波信号的自旋二极管。
[0003]在传统三明治结构的自旋阀或磁隧道结中，电流需要直接流过自由铁磁层，因此自由铁磁层需要是导电的铁磁金属，同时高的电流密度还会产生强的局域焦耳热效应，造成较高的能耗，并且会对器件的热稳定性产生影响。此外，自旋转移力矩效率受自旋极化铁磁层的自旋极化率的限制本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种纯自旋流高频微波纳米磁性振荡器，其特征是，所述自旋电子器件基本单元为圆柱型或椭圆柱型纳米点接触的磁性多层结构，所述多层结构是由强自旋轨道耦合材料薄膜和磁性薄膜组成，强自旋轨道耦合的金属薄膜层为具有强自旋轨道偶尔材料或者拓扑二维材料，具体为Ta，Pt，W，TaOx，PtOx，WOx，Cu1
‑
xBix，拓扑绝缘体Bi1
‑
xSbx，Bi2(Se,Te)3,强反常霍尔材料[Pt/Co/Ni]n、[Ta/CoFeB/MgO]n等；所述磁性薄膜由面内或面外磁化的铁磁或亚铁磁以及反铁磁材料制成，所述磁性材料可以是磁性的金属、合金及绝缘体。2.根据权利要求1所述的纯自旋流高频微波纳米磁性振荡器，其特征是，所述强自旋轨道耦合薄膜层厚度为3nm～30nm，优选厚度为4～10nm；磁性薄膜层是垂直磁化或面内磁化的磁性金属或绝缘体薄膜Co，Fe，[Co/Ni]n,CoFe,CoFeB,YIG,TmIG,FeN4，厚度在1nm
–
20nm。3.根据权利要求2所述的纯自旋流高频微波纳米磁性振荡器，其特征是，所述自旋极化金属/磁性薄膜的双层结构的平面尺寸在微米至毫米量级，但尺寸不限于此，可根据实际单元阵列排布进行调整。4.根据权利要求1所述的纯自旋流高频微波纳米磁性振荡器，其特征是，所述多层结构从上至下依次为非磁性上电极层1.1；磁性自由层1.2；下电极层1.3；实现高速随机信息存储和处理和低能耗纳米尺度下自旋波激发源功。5.根据权利要求1
‑
4之一所述的纯自旋流高频微波纳米磁性振荡器，其特征是，所述圆柱型或椭圆柱型点接触直径为10nm
‑
150nm，厚度10nm
–
200nm；磁性自由层位垂直磁化或面内磁化的磁性金属或绝缘体薄膜Co，Fe，[Co/Ni]n,CoFe,CoFeB,YIG,TmIG,FeN4，厚度为1nm

【专利技术属性】
技术研发人员：陈丽娜，刘荣华，
申请(专利权)人：南京光启仪器设备有限公司，
类型：发明
国别省市：