一种全范德华室温自旋发光器件及其制备和应用方法技术

技术编号:42626145 阅读:27 留言:0更新日期:2024-09-06 01:28
本发明专利技术公开了一种全范德华室温自旋发光器件,它包括自下而上依次设置的二维室温铁磁体自旋注入层、第一隧穿势垒层、二维谷极化半导体有源层、第二隧穿势垒层和电极层,其中,在二维室温铁磁体自旋注入层和石墨烯电极层分别设置用于施加电压或电流的导电电极。本发明专利技术以二维室温铁磁体为自旋注入层,以二维谷极化半导体为有源层,并结合改进的器件制备工艺构建全范德华异质结室温自旋发光器件;通过在二维室温铁磁体自旋注入层和石墨烯电极层上施加电压(或电流),即可在室温条件下获得具有较高极化率的偏振发光。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术属于发光器件,具体涉及一种全范德华室温自旋发光器件及其制备和应用方法


技术介绍

1、自旋发光二极管是一类重要的自旋电子学器件,在光信息传输、量子密码通信、三维显示等领域具有较大的应用潜力,是当前半导体和发光器件领域的研究热点之一。自旋发光二极管在被提出初期,在gaas基半导体异质结中利用顺磁半导体或者磁性半导体作为自旋注入端;但由于磁性半导体的居里温度较低,其在室温下不能进行有效的自旋注入。因此,与自旋注入相关的研究成为半导体自旋发光二极管研究的核心问题。后续选用居里温度较高的铁磁体作为自旋注入端的改进结构(如“铁磁体/半导体”结构),也存在严重的电导不匹配,不能实现较高的自旋注入效率。

2、针对上述问题,rashba提出用隧穿势垒层的方法(phys.rev.b 62,r16267(2000)),即在铁磁体和半导体间插入势垒层构成“铁磁体/势垒层/半导体”结构,解决了电导不匹配问题,进而显著提高自旋注入效率。2005年,gerhardt等利用具有垂直磁各向异性的fetb作为自旋注入端,在零磁场90k下得到了0.7%圆偏振光极化率(a本文档来自技高网...

【技术保护点】

1.一种全范德华室温自旋发光器件,其特征在于,它包括自下而上依次设置的二维室温铁磁体自旋注入层、第一隧穿势垒层、二维谷极化半导体有源层、第二隧穿势垒层和电极层,其中,在二维室温铁磁体自旋注入层和石墨烯电极层分别设置用于施加电压或电流的导电电极。

2.根据权利要1所述的全范德华室温自旋发光器件,其特征在于,所述二维室温铁磁体自旋注入层的选材为Fe3GaTe2、MnSiTe3或MnGeTe3。

3.根据权利要1所述的全范德华室温自旋发光器件,其特征在于,所述二维谷极化半导体有源层的选材为WS2、WSe2、MoS2、MoSe2及其异质结中的一种。p>

4.根据权...

【技术特征摘要】

1.一种全范德华室温自旋发光器件,其特征在于,它包括自下而上依次设置的二维室温铁磁体自旋注入层、第一隧穿势垒层、二维谷极化半导体有源层、第二隧穿势垒层和电极层,其中,在二维室温铁磁体自旋注入层和石墨烯电极层分别设置用于施加电压或电流的导电电极。

2.根据权利要1所述的全范德华室温自旋发光器件,其特征在于,所述二维室温铁磁体自旋注入层的选材为fe3gate2、mnsite3或mngete3。

3.根据权利要1所述的全范德华室温自旋发光器件,其特征在于,所述二维谷极化半导体有源层的选材为ws2、wse2、mos2、mose2及其异质结中的一种。

4.根据权利要1所述的全范德华室温自旋发光器件,其特征在于,所述第一隧穿势垒层、第二隧穿势垒层的选材为氮化硼。

5.根据权利要1所述的全范德华室温...

【专利技术属性】
技术研发人员:王霞韩俊波赵士玲
申请(专利权)人:武汉城市职业学院
类型:发明
国别省市:

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