[發(fā)明專利]一種實(shí)現(xiàn)可見光調(diào)控界面磁性的自旋電子器件及制備方法

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201811594047.X
• 申請日: 2018-12-25
• 公開（公告）號: CN109768155B
• 公開（公告）日: 2020-10-27
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 劉明;周子堯;胡忠強(qiáng);趙一凡;彭晚軍;趙士舜
• 申請（專利權(quán)）人: 西安交通大學(xué)
• 主分類號: H01L43/02
• 分類號: H01L43/02;H01L43/08;H01L43/10;H01L43/12
• 代理公司: 西安通大專利代理有限責(zé)任公司 61200
• 代理人: 徐文權(quán)

一種實(shí)現(xiàn)可見光調(diào)控界面磁性的自旋電子器件，包括基底、底電極、磁性層、活性層和頂電極；底電極設(shè)置在基底的上表面，磁性層設(shè)置在底電極的上表面，活性層設(shè)置在磁性層的上表面，頂電極設(shè)置在活性層的上表面；活性層包括給體和受體。本發(fā)明的一種實(shí)現(xiàn)可見光調(diào)控界面磁性的自旋電子器件使用光?電?磁三重耦合的有機(jī)半導(dǎo)體太陽能電池/鐵磁體異質(zhì)結(jié)，而不是單純的離子液體調(diào)控界面磁性，不存在化學(xué)反應(yīng)及腐蝕問題，也克服了現(xiàn)有太陽能光伏自旋電子學(xué)器件光控磁性不穩(wěn)定且能耗高的問題。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明屬于自旋電子學(xué)器件技術(shù)領(lǐng)域，特別涉及一種實(shí)現(xiàn)可見光調(diào)控界面磁性的自旋電子器件及制備方法。

背景技術(shù)

自旋電子學(xué)在電子設(shè)備小型化、經(jīng)濟(jì)化和高效化方面起到了非常重要的作用，但是以電流或電壓調(diào)控的自旋電子學(xué)器件受到了諸多現(xiàn)實(shí)因素的限制，如供電網(wǎng)絡(luò)的限制，在未來的火星移民或太空旅行中這種調(diào)控方式也難以為繼，如今，人們使用太陽能光伏自旋電子學(xué)器件以克服上述限制。

上述太陽能光伏自旋電子學(xué)器件的不足有：現(xiàn)有的所有光控界面磁性都依賴于光子和電子自旋的相互耦合，即利用圓偏振飛秒激光脈沖實(shí)現(xiàn)，這種方法會(huì)產(chǎn)生激光誘導(dǎo)加熱，其溫度接近居里溫度，會(huì)導(dǎo)致光控磁性不穩(wěn)定，且能耗高，還會(huì)影響鄰近的磁疇。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的目的在于提供一種實(shí)現(xiàn)可見光調(diào)控界面磁性的自旋電子器件及制備方法，以解決上述問題。

為實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明采用以下技術(shù)方案：

一種實(shí)現(xiàn)可見光調(diào)控界面磁性的自旋電子器件，包括基底、底電極、磁性層、活性層和頂電極；其中，底電極設(shè)置在基底的上表面，磁性層設(shè)置在底電極的上表面，活性層設(shè)置在磁性層的上表面，頂電極設(shè)置在活性層的上表面；活性層包括給體和受體。

進(jìn)一步的，基底為Si、MgO、SiO₂、Al₂O₃、帶氧化硅的硅片、云母、玻璃、SrTiO₃、GaN、GaAs、InAs、聚對苯二甲酸乙二醇酯(PET)或聚碳酸酯(PC)中的一種。

進(jìn)一步的，底電極為Ta、Au、Ag、Al、Cu、Pt、W、Ti、Mo、TaN或TiN中的一種。

進(jìn)一步的，磁性層為Co、Fe、Ni、FeNi、FeCrCo、TbFeCo、NiO、CoO、CoNiO、尖晶石鐵氧體、石榴石鐵氧體或鈣鈦礦R_1-xA_xMnO₃(A為二價(jià)堿土金屬，R為三價(jià)稀土金屬)中的一種。

進(jìn)一步的，頂電極為Pt、Au、ZnO:Al(AZO)、氧化銦錫(ITO)、石墨烯、銀納米線、PEDOT/PSS或碳納米管中的一種透明薄膜。

進(jìn)一步的，給體為Poly[4,8-bis(5-(2-Ethylhexyl)thiophen-2-yl)benzo[1,2-b:4,5-b′]dithiophene-co-3-fluorothieno[3,4-b]thiophene-2-carboxylate](PTB7-Th)、聚苯乙烯撐(MEH-PPV、MDMO-PPV、CN-PPV、M3EH-PPV)、3-己基噻吩、低聚噻吩小分子、染料小分子、雜并苯小分子或含三苯胺類中的一種。

進(jìn)一步的，受體為[6,6]-Phenyl C71butyric acid methyl ester(PC71BM)、[6,6]-Phenyl C61butyric acid methyl ester(PC61BM)、Indene-C60bisadduct(IC60BA)、Indene-C70bisadduct(IC70BA)、酰亞胺類、苯并噻二唑類、稠環(huán)芳香族類中的一種。

進(jìn)一步的，一種實(shí)現(xiàn)可見光調(diào)控界面磁性的自旋電子器件的制備方法，基于上述任意一項(xiàng)所述的一種實(shí)現(xiàn)可見光調(diào)控界面磁性的自旋電子器件，包括以下步驟：