[發明專利]基于鈷-分子多鐵材料的自旋過濾異質結器件及其制備

在審

• 申請號: 201611169168.0
• 申請日: 2016-12-16
• 公開（公告）號: CN108206204A
• 公開（公告）日: 2018-06-26
• 發明（設計）人: 張靜;柯三黃
• 申請（專利權）人: 同濟大學
• 主分類號: H01L29/06
• 分類號: H01L29/06;H01L29/12;H01L21/335;H01L29/772
• 代理公司: 上海科盛知識產權代理有限公司 31225
• 代理人: 林君如

1.一種基于鈷-分子多鐵材料的自旋過濾異質結器件，其特征在于，包括分別作為源極和漏極的兩個鈷電極，構成兩個鈷電極之間的中間散射區材料薄層的分子多鐵材料(NH₄)₃Cr₂O₈，以及連接分子多鐵材料(NH₄)₃Cr₂O₈兩邊的柵極，所述的兩個鈷電極均為金屬材料鈷形成的薄層。

2.根據權利要求1所述的一種基于鈷-分子多鐵材料的自旋過濾異質結器件，其特征在于，所述的兩個鈷電極、分子多鐵材料(NH₄)₃Cr₂O₈沿z軸方向按“鈷電極-分子多鐵材料(NH₄)₃Cr₂O₈-鈷電極”的方式周期性排列，并構成三維周期性結構的自旋過濾異質結器件，其中，所述分子多鐵材料(NH₄)₃Cr₂O₈與兩鈷電極之間的連線垂直，并與所述源極和漏極接觸。

3.根據權利要求1所述的一種基于鈷-分子多鐵材料的自旋過濾異質結器件，其特征在于，所述的分子多鐵材料(NH₄)₃Cr₂O₈沿z軸方向的厚度為納米量級。

4.根據權利要求1所述的一種基于鈷-分子多鐵材料的自旋過濾異質結器件，其特征在于，所述的自旋過濾異質結器件的自旋過濾效應，是利用所述分子多鐵材料(NH₄)₃Cr₂O₈的磁性中心鉻離子之間的磁電耦合相互作用，使分子多鐵材料的氧表面與鈷電極表面態之間雜化作用而形成獨特的自旋過濾效應。

5.如權利要求1～4任一所述的基于鈷-分子多鐵材料的自旋過濾異質結器件的制備方法，其特征在于，包括以下步驟：

(1)利用鈷表面作為自旋過濾異質結器件的源極和漏極；

(2)將構成源極與漏極之間的中間散射區的分子多鐵材料(NH₄)₃Cr₂O₈的氧表面，與兩鈷電極接觸，形成氧化層；

(3)將兩個鈷電極和分子多鐵材料(NH₄)₃Cr₂O₈按形成“三明治夾層結構”的“鈷電極-分子多鐵材料(NH₄)₃Cr₂O₈-鈷電極”的方式周期性排列，制成雙電極體系的自旋極化電輸運系統；

(4)在自旋極化電輸運系統的分子多鐵材料(NH₄)₃Cr₂O₈的兩邊留出制作柵極的孔洞，并在孔洞中制作柵極，即得到所述基于鈷-分子多鐵材料的自旋過濾異質結器件。

6.根據權利要求5所述的基于鈷-分子多鐵材料的自旋過濾異質結器件的制備方法，其特征在于，所述的兩個鈷電極與中間散射區分子多鐵材料(NH₄)₃Cr₂O₈形成的厚度在納米量級。