本實(shí)用新型涉及光電轉(zhuǎn)換技術(shù)，特別涉及光激發(fā)純自旋流的器件。
背景技術(shù)：
隨著半導(dǎo)體集成電路中集成度的提高，器件尺寸的減小將會導(dǎo)致量子效應(yīng)將越來越明顯，同時電流泄漏和發(fā)熱的問題也極大地限制了集成電路規(guī)模的進(jìn)一步發(fā)展。
自旋，是電子除電荷外的另一個內(nèi)稟屬性。傳統(tǒng)的電子器件是基于電子的電荷，形成電荷流(即電流)，其中的自旋向上和自旋向下的電子數(shù)目相同，且都在電場的作用下朝同一個方向運(yùn)動，所以沒有自旋流，僅僅有電荷流。而純自旋流，指的是自旋向上的電子向一邊運(yùn)動，而等量的自旋向下的電子朝反方向運(yùn)動，造成凈電荷流為零，僅剩自旋流。
現(xiàn)有的用偏振光產(chǎn)生純自旋流的器件，是在多重量子阱(比如14nm厚的GaAs層和17nm厚的Al0.3Ga0.7As層交替重疊在一起)中實(shí)現(xiàn)的。本發(fā)明的發(fā)明人發(fā)現(xiàn)，現(xiàn)有技術(shù)中由于是多重量子阱，所以溝道層的制造工藝十分復(fù)雜。
技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：
本實(shí)用新型的目的在于提供一種光激發(fā)純自旋流的器件，不但結(jié)構(gòu)簡單，而且具有更低的能量損耗。
為解決上述技術(shù)問題，本實(shí)用新型的實(shí)施方式公開了一種光激發(fā)純自旋流的器件，器件包括襯底、溝道層、偏振片、第一磁性電極和第二磁性電極；
襯底和偏振片分別位于溝道層的兩側(cè)，溝道層僅為一個過渡金屬硫族化合物層；
第一磁性電極和第二磁性電極分別位于襯底表面上的溝道層的兩端。
本實(shí)用新型實(shí)施方式與現(xiàn)有技術(shù)相比，主要區(qū)別及其效果在于：
在本實(shí)用新型中，光激發(fā)純自旋流的器件中的溝道層僅為一個過渡金屬硫族化合物層，不但結(jié)構(gòu)簡單，而且具有更低的能量損耗。
附圖說明
圖1是本實(shí)用新型第一實(shí)施方式中一種光激發(fā)純自旋流的器件的結(jié)構(gòu)示意圖。
具體實(shí)施方式
在以下的敘述中，為了使讀者更好地理解本申請而提出了許多技術(shù)細(xì)節(jié)。但是，本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員可以理解，即使沒有這些技術(shù)細(xì)節(jié)和基于以下各實(shí)施方式的種種變化和修改，也可以實(shí)現(xiàn)本申請各權(quán)利要求所要求保護(hù)的技術(shù)方案。
為使本實(shí)用新型的目的、技術(shù)方案和優(yōu)點(diǎn)更加清楚，下面將結(jié)合附圖對本實(shí)用新型的實(shí)施方式作進(jìn)一步地詳細(xì)描述。
本實(shí)用新型第一實(shí)施方式涉及一種光激發(fā)純自旋流的器件。圖1是該光激發(fā)純自旋流的器件的結(jié)構(gòu)示意圖。如圖1所示，該光激發(fā)純自旋流的器件包括襯底1、溝道層2、偏振片5、第一磁性電極3和第二磁性電極4。
襯底1和偏振片5分別位于溝道層2的兩側(cè)，溝道層2僅為一個過渡金屬硫族化合物層。優(yōu)選地，過渡金屬硫族化合物層為WSe2或MoS2?？梢岳斫猓^渡金屬硫族化合物是一種已知材料。襯底1可以為玻璃，或其他半導(dǎo)體(例如硅，碳化硅等)。此外，可以理解，在本發(fā)明的其他實(shí)施方式中，還可以使用黑磷層來代替過渡金屬硫族化合物層。
第一磁性電極3和第二磁性電極4分別位于襯底1表面上的溝道層2的兩端?？梢岳斫?，第一磁性電極和第二磁性電極選自于鐵、鈷、鎳的一種，并且兩個電極的磁化強(qiáng)度的相對方向取反平行。
如圖1所示的器件結(jié)構(gòu)，光透過偏振片5形成偏振光，偏振光照射在溝道層2上，無需外加偏壓，即可在第一磁性電極3和第二磁性電極4之間形成純自旋流。其中，偏振光可以是線偏振光或圓偏振光，相位差為90度的奇數(shù)倍；可以通過選用不同的偏振片或偏振片組合來獲取所需的偏振光。比如，自然光通過1/4波片可以獲得相位差合適的線偏振光；獲得的偏振光再經(jīng)過一片光軸與偏振方向成45度的1/4波片，就可以獲得圓偏振光。
由上可以看到，在本實(shí)用新型中，光激發(fā)純自旋流的器件中的溝道層僅為一個過渡金屬硫族化合物層，不但結(jié)構(gòu)簡單，而且具有更低的能量損耗，從而可以具有更好的穩(wěn)定性、更快的信息處理速度和更高的集成度等優(yōu)點(diǎn)。
需要說明的是，在本專利的權(quán)利要求和說明書中，諸如第一和第二等之類的關(guān)系術(shù)語僅僅用來將一個實(shí)體或者操作與另一個實(shí)體或操作區(qū)分開來，而不一定要求或者暗示這些實(shí)體或操作之間存在任何這種實(shí)際的關(guān)系或者順序。而且，術(shù)語“包括”、“包含”或者其任何其他變體意在涵蓋非排他性的包含，從而使得包括一系列要素的過程、方法、物品或者設(shè)備不僅包括那些要素，而且還包括沒有明確列出的其他要素，或者是還包括為這種過程、方法、物品或者設(shè)備所固有的要素。在沒有更多限制的情況下，由語句“包括一個”限定的要素，并不排除在包括所述要素的過程、方法、物品或者設(shè)備中還存在另外的相同要素。
雖然通過參照本實(shí)用新型的某些優(yōu)選實(shí)施方式，已經(jīng)對本實(shí)用新型進(jìn)行了圖示和描述，但本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員應(yīng)該明白，可以在形式上和細(xì)節(jié)上對其作各種改變，而不偏離本實(shí)用新型的精神和范圍。