[發(fā)明專利]一種高靈敏光檢測裝置

在審

• 申請?zhí)枺?/td>: 202111301591.2
• 申請日: 2021-11-04
• 公開（公告）號: CN114018400A
• 公開（公告）日: 2022-02-08
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 于孟今
• 申請（專利權(quán)）人: 于孟今
• 主分類號: G01J1/42
• 分類號: G01J1/42;G01J9/00
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

本發(fā)明涉及光探測技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種高靈敏光檢測裝置，本發(fā)明提供了一種高靈敏光檢測裝置，包括反鐵磁層、釘扎層、勢壘層、自由層、貴金屬微納結(jié)構(gòu)。本發(fā)明中，釘扎層、勢壘層、自由層構(gòu)成磁隧道結(jié)。應(yīng)用時(shí)，待測光照射貴金屬微納結(jié)構(gòu)；同時(shí)，應(yīng)用固定磁場作用于本發(fā)明。通過測量待測光照射下和無待測光照射下，磁隧道結(jié)磁電阻的差異，確定待測光的強(qiáng)度或波長。在本發(fā)明中，可以設(shè)置不同尺寸或形狀的貴金屬微納結(jié)構(gòu)以調(diào)節(jié)其共振波長，從而實(shí)現(xiàn)對不同波長入射光的探測。因此，本發(fā)明具有光的探測波長范圍寬的優(yōu)點(diǎn)，在光檢測領(lǐng)域具有良好的應(yīng)用前景。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及光探測技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種高靈敏光檢測裝置。

背景技術(shù)

光電探測器是光電子基礎(chǔ)芯片中接收端的核心芯片之一，光電探測器將光數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換為電信號，以便于后續(xù)信號處理電路進(jìn)行分析。傳統(tǒng)光電探測器利用了材料的熱電效應(yīng)、光電效應(yīng)、電吸收效應(yīng)等，來檢測入射光。隨著科技的進(jìn)步和社會(huì)的發(fā)展，光電探測裝置的應(yīng)用越來越廣泛，相應(yīng)地，對光電探測裝置的要求越來越高。

硅材料作為微電子領(lǐng)域的傳統(tǒng)材料，在加工工藝和制作成本上逐漸形成了其他材料無法比較的優(yōu)勢地位。但是由于傳統(tǒng)半導(dǎo)體材料的禁帶限制，探測波長范圍窄，例如，基于硅材料的探測器，探測的截止波長為1100納米。探索基于新原理的光探測技術(shù)，對提高光探測的波長范圍具有重要的意義。

發(fā)明內(nèi)容

為解決以上問題，本發(fā)明提供了一種高靈敏光檢測裝置，包括反鐵磁層、釘扎層、勢壘層、自由層、貴金屬微納結(jié)構(gòu)，反鐵磁層的材料為硬磁反鐵磁材料，釘扎層置于反鐵磁層上，釘扎層的材料為自旋性極化率高的金屬或半金屬，勢壘層置于釘扎層上，自由層置于勢壘層上，自由層的材料為磁各向異性弱的軟磁材料，勢壘層隔開釘扎層和自由層，貴金屬微納結(jié)構(gòu)周期性地置于自由層上。

更進(jìn)一步地，貴金屬微納結(jié)構(gòu)相對于自由層的表面傾斜，貴金屬微納結(jié)構(gòu)部分地置于自由層內(nèi)。

更進(jìn)一步地，還包括第二貴金屬微納結(jié)構(gòu)，第二貴金屬微納結(jié)構(gòu)置于自由層內(nèi)。

更進(jìn)一步地，自由層的表面設(shè)有凹陷部，貴金屬微納結(jié)構(gòu)設(shè)置在凹陷部內(nèi)。

更進(jìn)一步地，凹陷部為楔形凹槽。

更進(jìn)一步地，凹陷部貫穿自由層，貴金屬微納結(jié)構(gòu)置于凹陷部底部的勢壘層上。

更進(jìn)一步地，貴金屬微納結(jié)構(gòu)的高度小于凹陷部的深度。

更進(jìn)一步地，凹陷部周期性排布。

更進(jìn)一步地，凹陷部排布的周期為方形周期。

更進(jìn)一步地，在同一凹陷部內(nèi)，貴金屬微納結(jié)構(gòu)的個(gè)數(shù)多于1個(gè)。

本發(fā)明的有益效果：本發(fā)明提供了一種高靈敏光檢測裝置，包括反鐵磁層、釘扎層、勢壘層、自由層、貴金屬微納結(jié)構(gòu)。本發(fā)明中，釘扎層、勢壘層、自由層構(gòu)成磁隧道結(jié)。應(yīng)用時(shí)，待測光照射貴金屬微納結(jié)構(gòu)；同時(shí)，應(yīng)用固定磁場作用于本發(fā)明。通過測量待測光照射下和無待測光照射下，磁隧道結(jié)磁電阻的差異，確定待測光的強(qiáng)度或波長。本發(fā)明中，在待測光照射下，貴金屬微納結(jié)構(gòu)產(chǎn)生熱，從而改變了自由層的溫度，從而改變了自由層的自旋狀態(tài)及磁性，從而改變了磁隧道結(jié)的磁電阻。在本發(fā)明中，可以設(shè)置不同尺寸或形狀的貴金屬微納結(jié)構(gòu)以調(diào)節(jié)其共振波長，從而實(shí)現(xiàn)對不同波長入射光的探測。因此，本發(fā)明具有光的探測波長范圍寬的優(yōu)點(diǎn)，在光檢測領(lǐng)域具有良好的應(yīng)用前景。

以下將結(jié)合附圖對本發(fā)明做進(jìn)一步詳細(xì)說明。

附圖說明

圖1是一種高靈敏光檢測裝置的示意圖。

圖2是又一種高靈敏光檢測裝置的示意圖。

圖3是再一種高靈敏光檢測裝置的示意圖。

圖4是再一種高靈敏光檢測裝置的示意圖。