[發明專利]一種安德烈夫反射結及其制備方法和應用

有效

• 申請號: 201710106167.X
• 申請日: 2017-02-27
• 公開（公告）號: CN108511595B
• 公開（公告）日: 2019-10-25
• 發明（設計）人: 靳常青;趙國強;林朝鏡;李永慶;鄧正
• 申請（專利權）人: 中國科學院物理研究所
• 主分類號: H01L39/12
• 分類號: H01L39/12;H01L39/22;H01L39/24;H01F1/40
• 代理公司: 北京泛華偉業知識產權代理有限公司 11280
• 代理人: 郭廣迅;趙巖

1.一種安德烈夫反射結，所述安德烈夫反射結包括鐵磁半導體材料(Ba,K)(Zn,Mn)₂As₂的單晶片，以及分別沉積在所述單晶片兩個表面上的普通金屬層和超導材料層，其中，所述超導材料層的材料為鉛、鉍、銻、鈮鈦合金、鈮鋯合金、二硼化鎂、釔鋇銅氧和鋇鐵砷中的一種或多種。

2.根據權利要求1所述的安德烈夫反射結，其中，所述鐵磁半導體材料(Ba,K)(Zn,Mn)₂As₂的化學式為(Ba_1-xK_x)(Zn_1-yMn_y)₂As₂，0<x<0.5，0<y<0.5。

3.根據權利要求1所述的安德烈夫反射結，其中，所述單晶片的厚度為1～100μm。

4.根據權利要求1所述的安德烈夫反射結，其中，所述單晶片的厚度為1～50μm。

5.根據權利要求1所述的安德烈夫反射結，其中，所述單晶片的表面積為1～50mm²。

6.根據權利要求1所述的安德烈夫反射結，其中，所述單晶片的質量為0.01～5g。

7.根據權利要求1至6中任一項所述的安德烈夫反射結，其中，所述普通金屬層的材料為金、鉻、銀和銅中的一種或多種。

8.根據權利要求1至6中任一項所述的安德烈夫反射結，其中，所述普通金屬層的厚度為0.1～2mm；所述超導材料層的厚度為0.1～2mm。

9.權利要求1至8中任一項所述安德烈夫反射結的制備方法，所述制備方法包括：將(Ba,K)(Zn,Mn)₂As₂單晶片打磨拋光至平整；在拋光后的(Ba,K)(Zn,Mn)₂As₂單晶片的一個表面上沉積普通金屬形成普通金屬層，在另一個表面上沉積超導材料形成超導材料層。

10.根據權利要求9所述的制備方法，其中，所述制備方法還包括在打磨拋光之前制備所述(Ba,K)(Zn,Mn)₂As₂單晶片的過程，該過程包括：在加熱條件下使用助熔劑法生長單晶，其中所述助熔劑為ZnAs和MnAs的組合。

11.根據權利要求10所述的方法，其中，所述助熔劑的用量為質量比ZnAs+MnAs：(Ba,K)(Zn,Mn)₂As₂＝(2～18):1。

12.根據權利要求9至11中任一項所述的方法，其中，所述加熱條件包括：在常壓下以1000～1300℃的溫度保溫10～30小時，然后以1～5℃/小時的速度降溫至500℃以下；

或者，所述加熱條件包括：在1～20GPa的壓力下以1000～1300℃的溫度保溫1～3小時，然后以1～5℃/分鐘的速度降溫至700℃以下。

13.根據權利要求12所述的方法，其中，所述加熱條件包括：在常壓下以1150～1250℃的溫度保溫20～30小時，然后以1～2℃/小時的速度降溫至500℃以下；

或者，所述加熱條件包括：在1～20GPa的壓力下以1150～1250℃的溫度保溫2～3小時，然后以1～2℃/分鐘的速度降溫至700℃以下。

14.權利要求1至8中任一項所述安德烈夫反射結或者按照權利要求9至13中任一項所述方法制得安德烈夫反射結作為材料自旋極化率的檢測器件或者作為電路系統中的自旋源用于自旋注入的應用。