[發明專利]一種基于光控自旋微波振蕩器的光電轉換元件

有效

• 申請號: 201910098100.5
• 申請日: 2019-01-31
• 公開（公告）號: CN109873044B
• 公開（公告）日: 2021-01-15
• 發明（設計）人: 趙巍勝;魏家琦;林曉陽;張博宇
• 申請（專利權）人: 北京航空航天大學
• 主分類號: H01L31/068
• 分類號: H01L31/068;H01L31/0232
• 代理公司: 北京慧泉知識產權代理有限公司 11232
• 代理人: 王順榮;唐愛華

1.一種基于光控自旋微波振蕩器的光電轉換元件，其特征在于：該光電轉換元件為一種具備無線傳輸功能的光控自旋微波振蕩器；所述的光控自旋微波振蕩器為光可調控磁性隧道結為核心單元的微波振蕩器，其中采用光敏磁性材料作為自由層制備光可調控磁性隧道結；具體的，該光可調控磁性隧道結從下到上依次為：底電極層，反鐵磁金屬混合層，第一磁性金屬，氧化物，光控磁性層，覆蓋層，透明頂電極層共七層構成；所述底電極層厚度為大于0mm，小于1mm；所述反鐵磁金屬混合層厚度為大于0nm，小于20nm；所述第一磁性金屬厚度為大于0nm，小于3nm；所述氧化物厚度為大于0nm，小于2nm；所述光控磁性層厚度為大于0nm，小于100nm；所述覆蓋層厚度為大于0nm，小于10nm；所述透明頂電極層厚度為大于0μm，小于1μm；所述光控磁性層為稀土元素和過渡族元素組成的混合金屬材料、或鐵磁性混合金屬材料。

2.根據權利要求1所述的一種基于光控自旋微波振蕩器的光電轉換元件，其特征在于：所述的稀土元素是Gd、Tb、Dy、Ho中的一種材料或幾種材料的組合；所述的過渡族元素是Fe,Co或者Fe–Co合金。

3.根據權利要求1所述的一種基于光控自旋微波振蕩器的光電轉換元件，其特征在于：所述的鐵磁性混合金屬材料是Co、CoNi或者CoPt。

4.根據權利要求1所述的一種基于光控自旋微波振蕩器的光電轉換元件，其特征在于：所述的覆蓋層是指光控磁性層上面的一層金屬或者合金材料，以調節垂直磁各向異性、防氧化、降低表面粗糙度。

5.根據權利要求1所述的一種基于光控自旋微波振蕩器的光電轉換元件，其特征在于：所述透明頂電極層是指氧化銦錫ITO、鋁摻雜的氧化鋅AZO、鈦酸鍶STO中的一種。

6.一種基于光控自旋微波振蕩器的光電轉換元件，其特征在于：該光電轉換元件為一種具備無線傳輸功能的光控自旋微波振蕩器；光控自旋微波振蕩器，為復合型光可調控磁性隧道結作為核心單元的微波振蕩器，該復合型光可調控磁性隧道結具體是將P型N型材料以及傳統磁性多層膜通過微納加工集成在一起；加工集成后從下到上依次為底電極層，P型薄膜層，N型薄膜層，反鐵磁金屬混合層，第一磁性金屬，氧化物，第二磁性金屬，覆蓋層，透明頂電極層共九層構成。

7.根據權利要求6所述的一種基于光控自旋微波振蕩器的光電轉換元件，其特征在于：所述的底電極層厚度為大于0mm，小于1mm；P型薄膜層厚度為大于0mm，小于1mm；N型薄膜層厚度為大于0mm，小于1mm；反鐵磁金屬混合層厚度為大于0nm，小于20nm；第一磁性金屬厚度大于0nm，小于3nm；氧化物厚度為大于0nm，小于2nm；第二磁性金屬厚度為大于0nm，小于3nm；覆蓋層厚度為大于0nm，小于10nm；透明頂電極層厚度為大于0μm，小于1μm。

8.根據權利要求6所述的一種基于光控自旋微波振蕩器的光電轉換元件，其特征在于：所述P型材料是指A-Si、P-Si、C-Si、CdS、CdTe、GaAs、GaN、GaP、InP無機半導體中的一種，或者是并五苯Pentacene、酞氰銅CuPc、聚唾吩Polythiophene、富勒烯C60有機半導體中的一種，亦或是TiO2與光敏染料的無機有機復合體系。

9.根據權利要求6所述的一種基于光控自旋微波振蕩器的光電轉換元件，其特征在于：所述N型材料是指A-Si、P-Si、C-Si、CdS、CdTe、GaAs、GaN、GaP、InP無機半導體中的一種，或者是并五苯Pentacene、酞氰銅CuPc、聚唾吩Polythiophene、富勒烯C60有機半導體中的一種，亦或是TiO2與光敏染料的無機有機復合體系。