一种基于低维反铁磁/铁磁绝缘体异质结的交换偏置可调的器件制造技术

一种基于低维反铁磁/铁磁绝缘体异质结的交换偏置可调的器件，一种基于低维反铁磁/铁磁绝缘体异质结的交换偏置可调的器件，(1)由低维铁磁绝缘体覆盖反铁磁拓扑绝缘体构成异质结；异质结的构型有两种，即铁磁绝缘体完整覆盖反铁磁拓扑绝缘体和铁磁绝缘体半覆盖反铁磁拓扑绝缘体；(2)在异质结上方覆盖一层非磁性的绝缘保护层；(3)在异质结中，能观测到明显的交换偏置效应；(4)通过改变铁磁绝缘体覆盖的范围，能调控交换偏置的符号；(5)器件所用材料体系为范德瓦尔斯层状材料；通过改变铁磁绝缘体覆盖的范围，能调控交换偏置符号；在磁性材料居里温度和奈尔温度以下，利用低温和磁场进行磁输运测量能测量反常霍尔效应。场进行磁输运测量能测量反常霍尔效应。场进行磁输运测量能测量反常霍尔效应。

【技术实现步骤摘要】
一种基于低维反铁磁/铁磁绝缘体异质结的交换偏置可调的器件


[0001]本专利技术属于磁存储
，特别涉及一种基于低维反铁磁/铁磁绝缘体异质结的交换偏置可调的器件。

技术介绍

[0002]交换偏置效应最早是在CoO包裹的Co纳米颗粒中观测到的，随后，大量研究交换偏置效应的工作相继出现。交换偏置在磁存储和磁记录器件方面具有重要应用价值。交换偏置效应由铁磁与反铁磁界面的交换相互作用引起，所以界面质量在交换偏置效应上扮演重要角色。然而传统的薄膜沉积方法制备的铁磁与反铁磁异质结有一些难以避免的问题，比如不同材料层间的元素扩散、界面处应力、晶格匹配等，这限制了可实现交换偏置的体系。而磁性范德瓦尔斯层状材料(如CrI3、CrBr3、Cr2Si2Te6、VSe2、Cr2Ge2Te6、Fe3GeTe2等等)则为交换偏置的研究提供了全新的材料体系平台。丰富的磁性范德瓦尔斯层状材料，可以提供多自由度的堆叠可能性，拓宽交换偏置研究的材料选择范围；且可以避免异质结界面的表面重构与组分变化。
[0003]交换偏置一般需要先进行场冷，取垂直样品平面向上为正方向(本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种基于低维反铁磁/铁磁绝缘体异质结的交换偏置可调的器件，其特征在于：(1)由低维铁磁绝缘体覆盖反铁磁拓扑绝缘体构成异质结；异质结的构型有两种，即铁磁绝缘体完整覆盖反铁磁拓扑绝缘体和铁磁绝缘体半覆盖反铁磁拓扑绝缘体；(2)在异质结上方覆盖一层非磁性的绝缘保护层；(3)在异质结中，能观测到明显的交换偏置效应；(4)通过改变铁磁绝缘体覆盖的范围，能调控交换偏置的符号；(5)器件所用材料体系为范德瓦尔斯层状材料，有利于器件的制备与集成；通过改变铁磁绝缘体覆盖的范围，能调控交换偏置的符号；对异质结器件进行场冷，取磁场垂直样品表面向上为场冷的正方向；在磁性材料的居里温度和奈尔温度以下，利用低温和磁场环境下进行磁输运测量，能测量反常霍尔效应；在全覆盖的异质结器件中，能观测到负的交换偏置效应；在半覆盖的异质结器件中，能观测到正的交换偏置效应。从100K以上的温度开始施加一个磁场进行场冷，场冷的起始温度要超过两种材料的磁性临界温度，再降温到两者的磁性临界温度以下测量交换偏置；异质结器件中的低维铁磁绝缘体为CrI3、CrBr3，低维反铁磁拓扑绝缘体选择MnBi2Te4。2.根据权利要求1所述的基于低维反铁磁/铁磁绝缘体异质结的交换偏置器件，其特征在于：异质结器件中反铁磁拓扑绝缘体材料的厚度在十纳米的数量级。3.根据权利要求1所述的基于低维反铁磁/铁磁绝缘体异质结的交换偏置器件，其特征在于：异质结器件上覆盖一层非磁性的绝缘保护层，选择六方氮化硼或云母。4.根据权利要求1所述的基于低维反铁磁/铁磁绝缘体异质结的交换偏置器件，其特征在于：反铁磁材料与铁磁绝缘体材料的上下位置能颠倒或上下位置互相替换。5.根据权利要求1所述的基于低维反铁磁/铁磁绝缘体异质结的交换偏置器件，其特征在于：取正方向(垂直样品表面向上，以下无特殊说明均为该方向)的磁场进行场冷(Field cooling)后，可以在异质结器件中观测到交换偏置效应，交换偏置的大小为μ0H
eb
＝(μ0H
c_r
‑
μ0H
c_l

【专利技术属性】
技术研发人员：张帅，应哲，陈宁，宋凤麒，
申请(专利权)人：江苏集创原子团簇科技研究院有限公司，
类型：发明
国别省市：