[發明專利]一種基于自旋泵浦效應的微波功率探測器及其制備方法

有效

• 申請號: 201710322407.X
• 申請日: 2017-05-09
• 公開（公告）號: CN106990284B
• 公開（公告）日: 2019-04-30
• 發明（設計）人: 金立川;張懷武;饒毅恒;鐘智勇;唐曉莉;楊青慧;文岐業;李頡
• 申請（專利權）人: 電子科技大學
• 主分類號: G01R21/08
• 分類號: G01R21/08
• 代理公司: 北京酷愛智慧知識產權代理有限公司 11514
• 代理人: 孟凡臣

1.一種基于自旋泵浦效應的微波功率探測器，其特征在于，所述基于自旋泵浦效應的微波功率探測器包括微納尺度器件，所述微納尺度器件包括由磁性薄膜層和非磁性重金屬薄膜層組成的異質結構，所述非磁性重金屬薄膜層是在所述磁性薄膜層上生長所得；

所述微納尺度器件的磁性薄膜層磁矩在微波激勵下發生鐵磁共振拉莫爾進動，自旋泵浦產生自旋流注入到所述非磁性重金屬薄膜層中，在逆自旋霍爾電壓的測試過程中，逆自旋霍爾電壓的磁場積分數值與微波功率的數值滿足一定線性關系。

2.根據權利要求1所述的基于自旋泵浦效應的微波功率探測器，其特征在于，所述逆自旋霍爾電壓的磁場積分數值與微波功率數值的線性度大于99.5％。

3.根據權利要求1所述的基于自旋泵浦效應的微波功率探測器，其特征在于，所述磁性薄膜層是釔鐵石榴石磁性絕緣體薄膜，或，鎳鐵磁性薄膜層，或，鈷鐵磁性薄膜層，或，鈷鐵硼磁性薄膜層。

4.根據權利要求3所述的基于自旋泵浦效應的微波功率探測器，其特征在于，所述非磁性重金屬薄膜層是鉑Pt金屬薄膜層，或，鉭Ta金屬薄膜層，或鎢W金屬薄膜層。

5.根據權利要求4所述的基于自旋泵浦效應的微波功率探測器，其特征在于，所述磁性薄膜層的厚度為1nm至50μm，所述非磁性重金屬薄膜層的厚度為1nm至50nm。

6.一種基于權利要求1所述的基于自旋泵浦效應的微波功率探測器的基于自旋泵浦效應的微波功率探測器的制備方法，其特征在于，所述方法包括下述步驟：

在單晶基片上生長得到磁性薄膜層；

利用薄膜制備手段，在所述磁性薄膜層上生長得到納米厚度的非磁性重金屬薄膜層，形成異質結構；

采用微電子光刻工藝，對所述異質結構進行光刻和刻蝕，在所述異質結構上制作出微納圖形；

對具有所述微納圖形的異質結構再次進行光刻操作，在所述異質結構上制備出導電電極，制得微納尺度器件。

7.根據權利要求6所述的基于自旋泵浦效應的微波功率探測器的制備方法，其特征在于，所述利用薄膜制備手段，在所述磁性薄膜層上生長得到納米厚度的非磁性重金屬薄膜層，形成異質結構的步驟具體包括下述步驟：

在10^-5Pa量級的真空環境下，以5-80SCCM的氬氣流量通入真空室，待氣壓穩定后，背底真空度為0.1-0.8Pa；

在0.1-0.8Pa量級的氣壓環境下，打開磁控濺射電源，以10-100W的直流功率進行重金屬靶材的濺射；

打開重金屬靶材的擋板，勻速旋轉長有磁性薄膜的基片，到達設定的生長時間后，關閉濺射電源和重金屬靶材的擋板，制得異質結構。

8.根據權利要求6所述的基于自旋泵浦效應的微波功率探測器的制備方法，其特征在于，所述在單晶基片上生長得到磁性薄膜層的步驟具體包括下述步驟：

在釓鎵石榴石GGG單晶基片上生長單晶釔鐵石榴石YIG薄膜。