[發明專利]一種基于磁性拓撲絕緣體薄膜的磁傳感器制備方法

在審

• 申請號: 202011037595.X
• 申請日: 2020-09-28
• 公開（公告）號: CN112363096A
• 公開（公告）日: 2021-02-12
• 發明（設計）人: 何亮;寧紀愛;趙亞飛
• 申請（專利權）人: 南京大學
• 主分類號: G01R33/07
• 分類號: G01R33/07;G01R33/00
• 代理公司: 南京瑞弘專利商標事務所(普通合伙) 32249
• 代理人: 陳建和

1.一種基于磁性拓撲絕緣體薄膜的磁傳感器制備方法，其特征在于：磁傳感器所需的薄膜為磁性拓撲絕緣體Cr_xBi_2-xTe₃薄膜；

所述Cr_xBi_2-xTe₃薄膜的制備工藝步驟:利用分子束外延生長工藝通過調控三元素的束流量及Cr蒸發溫度來獲得不同Cr摻雜的Cr_xBi_2-xTe₃薄膜，具體生長步驟：

1)選用和Bi₂Te₃具有相近晶格常數的云母片作為襯底材料；

2)將云母片放入高真空的生長腔室內，待蒸鍍高純度的Cr,Bi,Te三種元素；

3)將Bi源和Te源的蒸發束流比調節至1:3～1:30；

4)Cr也同時從蒸發源沉積到襯底中；

5)Bi蒸發溫度為：500～600℃，Te蒸發溫度為：200～300℃，Cr的蒸發溫度為980～1040℃，獲得Cr_xBi_2-xTe₃薄膜，且Cr不同摻雜濃度x為：0.03～0.2。

2.根據權利要求1所述的制備方法，其特征在于，通過優化Cr的摻雜濃度，調控磁傳感器的靈敏度，所述的通過調控Cr的蒸發溫度獲得不同Cr濃度的Cr_xBi_2-xTe₃薄膜的制備。

3.根據權利要求1所述的制備方法，其特征在于，所述的通過優化Cr的濃度可以調控磁傳感器的靈敏度，在Cr添加量在x為0.03～0.2時，最高靈敏度可達到：6625Ω/T。

4.根據權利要求1所述的制備方法，其特征在于，所述的通過優化Cr的濃度可以調控磁傳感器的靈敏度，在Cr添加量在x為0.03～0.2時，在溫度區間為1.6-20K時，靈敏度仍能保持在4082Ω/T以上。

5.根據權利要求1所述的制備方法，其特征在于，X為0.05～0.12。

6.根據權利要求1所述的制備方法，其特征在于，薄膜尺寸能達1cm×1cm～10cm×10cm。

7.根據權利要求1所述的制備方法，其特征在于，在Cr添加量在x為0.03～0.2時，在溫度區間為1.6-20K時，靈敏度能保持在4082Ω/T以上。