[發明專利]FM/NM薄膜結構中獲得純凈逆自旋霍爾電壓的方法

有效

• 申請號: 201810521902.8
• 申請日: 2018-05-28
• 公開（公告）號: CN108710018B
• 公開（公告）日: 2021-01-22
• 發明（設計）人: 張文旭;黃飛;彭斌;張萬里
• 申請（專利權）人: 電子科技大學
• 主分類號: G01R19/00
• 分類號: G01R19/00;G01N24/00
• 代理公司: 成都點睛專利代理事務所(普通合伙) 51232
• 代理人: 敖歡;葛啟函

1.一種FM/NM薄膜結構中獲得純凈逆自旋霍爾電壓的方法，其特征在于：首先，利用仿真軟件找到一個鐵磁薄膜長寬比值a，使得微波感應電流主要被限制在樣品的測試方向，即鐵磁薄膜樣品的長邊方向；其次，測量長寬比值為a的單層鐵磁薄膜樣品在?_H為90°的情況下的自旋整流電壓是否低于檢測限度，?_H是鐵磁薄膜平面內的外部直流磁場與長邊方向的夾角，如果低于了檢測限度，就按照這個長寬比值a來制作鐵磁/非鐵磁雙層薄膜樣品；然后，測量此鐵磁/非鐵磁雙層薄膜樣品兩端在?_H為90°情況下的電壓，此電壓就是純凈的逆自旋霍爾電壓。

2.根據權利要求1所述的FM/NM薄膜結構中獲得純凈逆自旋霍爾電壓的方法，其特征在于包括以下步驟：

步驟1：利用仿真軟件對處于短路微帶線夾具中的Ni₈₀Fe₂₀薄膜進行仿真，得到薄膜的長寬比值在200以上時，薄膜內的微波感應電流主要被限制在z方向，即薄膜的長邊方向；

步驟2：利用磁控濺射設備在SiO₂基片上制作出單層Ni₈₀Fe₂₀薄膜樣品，然后將樣品置于短路微帶線夾具中，測試其在?_H為90°情況下的自旋整流電壓隨外部直流磁場變化的曲線，自旋整流電壓低于了檢測限度；

步驟3：在SiO₂基片上依次鍍上Ni₈₀Fe₂₀薄膜和Ta薄膜；然后測量樣品在?_H為90°時且在不同微波頻率下的電壓信號隨外部直流磁場變化的曲線，測得的電壓就是純凈的逆自旋霍爾電壓。

3.根據權利要求1所述的FM/NM薄膜結構中獲得純凈逆自旋霍爾電壓的方法，其特征在于包括以下步驟：

步驟1：利用HFSS軟件對處于短路微帶線夾具中的Ni₈₀Fe₂₀薄膜進行仿真，得到薄膜的長寬比值在200以上時，薄膜內的微波感應電流主要被限制在z方向，即薄膜的長邊方向；

步驟2：利用磁控濺射設備和掩膜版在10×5×0.4 mm³的SiO₂基片上制作出橫向維度為40μm×8mm且厚度為20nm的單層Ni₈₀Fe₂₀薄膜樣品，然后將樣品置于短路微帶線夾具中，測試其在?_H為90°情況下的自旋整流電壓隨外部直流磁場變化的曲線，自旋整流電壓低于了檢測限度；

步驟3：在SiO₂基片上依次鍍上20nm厚的Ni₈₀Fe₂₀薄膜和10nm厚的Ta薄膜，薄膜的橫向維度為40μm×8mm，然后測量樣品在?_H為90°時且在不同微波頻率下的電壓信號隨外部直流磁場變化的曲線，測得的電壓就是純凈的逆自旋霍爾電壓；在以上所有的測試中，微波功率都為30dBm。