【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及光电探测领域，特别涉及一种在稀磁半导体表面诱导自旋电流并探测其信号的方法及其应用。
技术介绍
1、具有dressel haus自旋轨道耦合效应的稀磁半导体材料由于体反演不对称性具有能带劈裂的特征。在左旋和右旋圆偏振光的激发下，自旋状态相反的两种电子分别被激发，产生自旋状态相反的两种自旋流。产生的自旋流在隧穿至pt金属层时，由于pt本身具有较大的自旋霍尔角，其特有的逆自旋轨道耦合效应会使垂直于自旋流方向的两端产生电荷积累，从而在pt金属层表面形成电势差。依靠ag电极与pt层之间较好的欧姆接触，对电势差进行准确测量，从而在室温下可以直观识别出稀磁半导体材料中自旋电流的信号及变化趋势。
2、载流子的自旋为电子的一种内禀属性，为稀磁半导体材料带来非凡的电磁特性，其本身更因仅具有上下两种状态而在自旋电子领域得到重点关注。尽管目前已有多种表征方法可对稀磁半导体材料中的自旋属性进行检测，但仍缺乏一种更加直观的、便捷的、对样品无损伤的且在室温下可施行的有效观测手段。因此现有技术存在：缺乏对稀磁半导体材料中的自旋属性的直观、便捷且对样品无损的有效检测方法。
技术实现思路
1、本专利技术旨在解决现有技术缺乏对稀磁半导体材料中的自旋属性的直观、便捷且对样品无损的有效检测方法的问题，提供了一种可在室温下施行的对稀磁半导体材料中自旋流进行极化与观测的方法，用于对经过逆自旋霍尔效应转化后得到的电信号进行收集与分析，本专利技术的方法可适用于具有dressel haus自旋轨道耦合效应的
2、本专利技术为了实现上述目的，具体采用了以下技术方案：
3、一种在稀磁半导体表面诱导自旋电流并探测其信号的方法，所述方法包括以下步骤：
4、s1、取稀磁半导体样品在其上表面沉积pt金属层，然后在pt金属层上部制备一对金属电极；
5、s2、使用可调节圆偏振度的圆偏振激光，对pt金属层表面以非垂直入射的角度进行照射，缓慢改变激光的圆偏振度，使用探针台与金属电极两端接触，收集在不同偏振度下产生的光电流，完成自旋电流的诱导和探测。
6、作为一种改进，所述s1中pt金属层完全覆盖在稀磁半导体样品上表面，且厚度为5～10纳米。
7、作为一种改进，所述s1中金属电极为ag电极，尺寸为1.8×1.8～2.2×2.2毫米。
8、作为一种改进，所述ag电极沉积厚度为100～200纳米。
9、作为一种改进，两个ag电极间隔不小于2毫米。
10、作为一种改进，所述s2中，所述圆偏振激光为波长不小于1064纳米的近红外激光。
11、作为一种改进，所述s2中，所述圆偏振激光的光斑位于所述的一对金属电极中间，其入射方向在所述稀磁半导体样品平面上的分向量方向与一对金属电极的连线方向垂直。
12、作为一种改进，所述s2中收集到的光电流为正弦波型信号。
13、作为一种改进，所述方法还包括以下步骤：s3、改变所述s2中圆偏振激光的圆偏振度，使其依次周期性呈现线偏振光-椭圆偏振光-左旋圆偏振光-椭圆偏振光-线偏振光-椭圆偏振光-右旋圆偏振光-椭圆偏振光-线偏振光。
14、本专利技术还提供如上述的一种在稀磁半导体表面诱导自旋电流并探测其信号的方法在光电探测中的应用。
15、与现有技术相比，本专利技术的优点在于：
16、1.本专利技术所涉及的一种在稀磁半导体表面诱导自旋电流并探测其信号的方法，可在室温下施行，采用圆偏振激光能够对稀磁半导体材料中自旋流进行极化与观测的方法，用于对经过逆自旋霍尔效应转化后得到的电信号进行收集与分析。该方法可适用于具有dressel haus自旋轨道耦合效应的稀磁半导体材料，探测效果显著，方法操作简便，具有较强的优越性。解决了现有技术缺乏对稀磁半导体材料中的自旋属性的直观且对样品无损的有效检测方法的问题。
17、2.本专利技术所涉及的一种在稀磁半导体表面诱导自旋电流并探测其信号的方法的应用，本方法直观操作简单，探测效果显著，便于推广和大规模应用。使得应用空间广泛，具有较强的经济意义。
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1.一种在稀磁半导体表面诱导自旋电流并探测其信号的方法，其特征在于，所述方法包括以下步骤：
2.根据权利要求1所述的一种在稀磁半导体表面诱导自旋电流并探测其信号的方法，其特征在于，所述S1中Pt金属层完全覆盖在稀磁半导体样品上表面，且厚度为5～10纳米。
3.根据权利要求1所述的一种在稀磁半导体表面诱导自旋电流并探测其信号的方法，其特征在于，所述S1中金属电极为Ag电极，尺寸为1.8×1.8～2.2×2.2毫米。
4.根据权利要求3所述的一种在稀磁半导体表面诱导自旋电流并探测其信号的方法，其特征在于，所述Ag电极沉积厚度为100～200纳米。
5.根据权利要求4所述的一种在稀磁半导体表面诱导自旋电流并探测其信号的方法，其特征在于，两个Ag电极间隔不小于2毫米。
6.根据权利要求1所述的一种在稀磁半导体表面诱导自旋电流并探测其信号的方法，其特征在于，所述S2中，所述圆偏振激光为波长不小于1064纳米的近红外激光。
7.根据权利要求1所述的一种在稀磁半导体表面诱导自旋电流并探测其信号的方法，其特征在于，所述S2中
8.根据权利要求1所述的一种在稀磁半导体表面诱导自旋电流并探测其信号的方法，其特征在于，所述S2中收集到的光电流为正弦波型信号。
9.根据权利要求1所述的一种在稀磁半导体表面诱导自旋电流并探测其信号的方法，其特征在于，所述方法还包括以下步骤：S3、改变所述S2中圆偏振激光的圆偏振度，使其依次周期性呈现线偏振光-椭圆偏振光-左旋圆偏振光-椭圆偏振光-线偏振光-椭圆偏振光-右旋圆偏振光-椭圆偏振光-线偏振光。
10.基于权利要求1-10任一项所述的一种在稀磁半导体表面诱导自旋电流并探测其信号的方法在光电探测中的应用。
...【技术特征摘要】
1.一种在稀磁半导体表面诱导自旋电流并探测其信号的方法，其特征在于，所述方法包括以下步骤：
2.根据权利要求1所述的一种在稀磁半导体表面诱导自旋电流并探测其信号的方法，其特征在于，所述s1中pt金属层完全覆盖在稀磁半导体样品上表面，且厚度为5～10纳米。
3.根据权利要求1所述的一种在稀磁半导体表面诱导自旋电流并探测其信号的方法，其特征在于，所述s1中金属电极为ag电极，尺寸为1.8×1.8～2.2×2.2毫米。
4.根据权利要求3所述的一种在稀磁半导体表面诱导自旋电流并探测其信号的方法，其特征在于，所述ag电极沉积厚度为100～200纳米。
5.根据权利要求4所述的一种在稀磁半导体表面诱导自旋电流并探测其信号的方法，其特征在于，两个ag电极间隔不小于2毫米。
6.根据权利要求1所述的一种在稀磁半导体表面诱导自旋电流并探测其信号的方法，其特征在于，所述s2中，所述圆偏振...
【专利技术属性】
技术研发人员：王茺，叶书鸣，张文华，卢纯江，吴定璋，韦华，段卓辰，刘汉保，杨杰，
申请(专利权)人：云南大学，
类型：发明
国别省市：
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