本實(shí)用新型涉及半導(dǎo)體光電子技術(shù)領(lǐng)域，尤其涉及一種自旋光電子器件。

背景技術(shù)：

在量子力學(xué)中，自旋是粒子所具有的內(nèi)稟角動(dòng)量引起的，雖然有時(shí)會(huì)與古典力學(xué)中的自轉(zhuǎn)相類比，但實(shí)際上本質(zhì)是迥異的，古典意義中的自轉(zhuǎn)，是物體對(duì)于其質(zhì)心的旋轉(zhuǎn)，比如地球每日的自轉(zhuǎn)是順著一個(gè)通過(guò)地心的極軸所作的轉(zhuǎn)動(dòng)，而其中自旋光電子學(xué)的研究方向分為磁場(chǎng)效應(yīng)和自旋注入兩個(gè)方面，研究表明，外加低磁場(chǎng)能夠顯著改變非磁性有機(jī)半導(dǎo)體材料的光致發(fā)光，注入電流、點(diǎn)致發(fā)光和光電流，這成為有機(jī)半導(dǎo)體材料的磁場(chǎng)效應(yīng)，近年來(lái)，非磁性有機(jī)半導(dǎo)體材料的磁場(chǎng)效應(yīng)引起了廣泛的關(guān)注和研究興趣，首先，有機(jī)半導(dǎo)體材料的磁場(chǎng)效應(yīng)是強(qiáng)有力的實(shí)驗(yàn)手段，用以研究有機(jī)電學(xué)、光學(xué)和光電器件中電荷傳輸和激發(fā)態(tài)中的有用和無(wú)用過(guò)程，為解決電荷傳輸和激發(fā)態(tài)過(guò)程中的瓶頸問(wèn)題提供有效地實(shí)驗(yàn)手段，為實(shí)現(xiàn)磁-光-電多功能集成提供科學(xué)原理，尤其是磁場(chǎng)效應(yīng)能夠?yàn)樘岣吣芰哭D(zhuǎn)換效率。而現(xiàn)有的技術(shù)中，存在極化電子的自旋效率過(guò)低、性能不穩(wěn)定等問(wèn)題。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

為了解決上述背景技術(shù)中提到的問(wèn)題，本實(shí)用新型提供一種自旋光電子器件。

為了實(shí)現(xiàn)上述目的，本實(shí)用新型采用了如下技術(shù)方案：

一種自旋光電子器件，包括強(qiáng)磁性體，所述強(qiáng)磁性體內(nèi)部產(chǎn)生若干個(gè)自旋極化電子，所述強(qiáng)磁性體的頂部?jī)啥朔謩e設(shè)有源電極和漏電極，所述強(qiáng)磁性體的一側(cè)設(shè)有內(nèi)腔，且內(nèi)腔中設(shè)有半導(dǎo)體二維電子氣體，所述內(nèi)腔的外頂壁分別設(shè)有輸出電極和柵電極，且輸出電極和柵電極之間設(shè)有輸入電極，所述源電極和漏電極的下端均設(shè)有砷化銦鎵，所述源電極和漏電極之間設(shè)有砷化銦鋁，且砷化銦鎵和砷化銦鋁之間填充有半導(dǎo)體二維電子氣體，所述砷化銦鋁的上端設(shè)有肖特基勢(shì)壘，且肖特基勢(shì)壘上端連接有外加電壓，所述源電極的一端設(shè)有第一鐵磁電極，且第一鐵磁電極的一端接入地線，所述漏電極的一端設(shè)有第二鐵磁電極，且第二鐵磁電極接入電源線，所述第一鐵磁電極和第二鐵磁電極的上端中部設(shè)有圓偏振光。

優(yōu)選地，所述強(qiáng)磁性體的內(nèi)壁一側(cè)設(shè)有磁性金屬層，且磁性金屬層的厚度為1-20nm。

優(yōu)選地，所述磁性金屬層外部設(shè)有惰性金屬保護(hù)層，且惰性金屬保護(hù)層的厚度為1-5nm。

優(yōu)選地，所述源電極和漏電極均為金屬蔽光電極。

優(yōu)選地，所述肖特基勢(shì)壘外部設(shè)有絕緣氧化物薄膜層，且絕緣氧化物薄膜層為氧化鎂薄膜層，所述氧化鎂薄膜層的厚度為1-5nm。

本實(shí)用新型中，自旋光電子器件是用作為硬磁盤驅(qū)動(dòng)器的GMR讀出頭器件，其結(jié)構(gòu)是兩端分別為強(qiáng)磁性體，中間夾層為一層非磁性金屬構(gòu)成，且一端強(qiáng)磁性體的磁化方向固定，另一端一端強(qiáng)磁性體的磁化方向可來(lái)回改變，兩端強(qiáng)磁性體的上端分別設(shè)置有源電極和漏電極，而肖特基勢(shì)壘外部設(shè)有絕緣氧化物薄膜層，且絕緣氧化物薄膜層為氧化鎂薄膜層，所述氧化鎂薄膜層的厚度為1-5nm，能夠超快、高效地向半導(dǎo)體量子點(diǎn)中注入自旋極化的載流子，在工作時(shí)，當(dāng)讀出頭沿著磁盤上的一條數(shù)據(jù)軌移動(dòng)時(shí)，數(shù)據(jù)1和0所產(chǎn)生的微小磁場(chǎng)變化將使第二層鐵磁性金屬的磁化方向來(lái)回改變；當(dāng)二者的磁化方向平行時(shí)，只有自旋取向?yàn)閮?yōu)先方向的電子比較容易通過(guò)非磁性金屬層而在導(dǎo)線中流過(guò)，而當(dāng)二者的磁化方向反平行時(shí)，所有電子的流動(dòng)都將受到阻礙，這就使得可探測(cè)微弱磁場(chǎng)的變化，使讀出靈敏度和分辨率提高，且強(qiáng)磁性體的內(nèi)壁一側(cè)設(shè)有磁性金屬層，磁性金屬層外部設(shè)有惰性金屬保護(hù)層，且惰性金屬保護(hù)層的厚度為1-5nm，磁性金屬層的厚度為1-20nm，大大提高了電子器件性能，使硬盤體積越來(lái)越小，而容量越來(lái)越大。本實(shí)用新型光電子器件的運(yùn)行效率高，性能更穩(wěn)定，該裝置使用便捷巧妙，適宜廣泛推廣。

附圖說(shuō)明

圖1為本實(shí)用新型提出的一種自旋光電子器件的立體圖；

圖2為本實(shí)用新型提出的一種自旋光電子器件的源電極和漏電極結(jié)構(gòu)示意圖；

圖3為本實(shí)用新型提出的一種自旋光電子器件的鐵磁電極局部結(jié)構(gòu)示意圖。

圖中：1、強(qiáng)磁性體；2、自旋極化電子；3、源電極；4、輸出電極；5、輸入電極；6、柵電極；7、漏電極；8、半導(dǎo)體二維電子氣體；9、砷化銦鎵；10、砷化銦鋁；11、肖特基勢(shì)壘；12、第一鐵磁電極；13、第二鐵磁電極；14、外加電壓；15、圓偏振光。

具體實(shí)施方式

下面將結(jié)合本實(shí)用新型實(shí)施例中的附圖，對(duì)本實(shí)用新型實(shí)施例中的技術(shù)方案進(jìn)行清楚、完整地描述，顯然，所描述的實(shí)施例僅僅是本實(shí)用新型一部分實(shí)施例，而不是全部的實(shí)施例。

參照?qǐng)D1-3，一種自旋光電子器件，包括強(qiáng)磁性體1，強(qiáng)磁性體1內(nèi)部產(chǎn)生若干個(gè)自旋極化電子2，強(qiáng)磁性體1的頂部?jī)啥朔謩e設(shè)有源電極3和漏電極7，強(qiáng)磁性體1的一側(cè)設(shè)有內(nèi)腔，且內(nèi)腔中設(shè)有半導(dǎo)體二維電子氣體8，內(nèi)腔的外頂壁分別設(shè)有輸出電極4和柵電極6，且輸出電極4和柵電極6之間設(shè)有輸入電極5，源電極3和漏電極7的下端均設(shè)有砷化銦鎵9，源電極3和漏電極7之間設(shè)有砷化銦鋁10，且砷化銦鎵9和砷化銦鋁10之間填充有半導(dǎo)體二維電子氣體8，砷化銦鋁10的上端設(shè)有肖特基勢(shì)壘11，且肖特基勢(shì)壘11上端連接有外加電壓14，源電極3的一端設(shè)有第一鐵磁電極12，且第一鐵磁電極12的一端接入地線，漏電極7的一端設(shè)有第二鐵磁電極13，且第二鐵磁電極13接入電源線，第一鐵磁電極12和第二鐵磁電極13的上端中部設(shè)有圓偏振光15。

具體的，強(qiáng)磁性體1的內(nèi)壁一側(cè)設(shè)有磁性金屬層，且磁性金屬層的厚度為1-20nm，大大提高了電子器件性能，使硬盤體積越來(lái)越小，而容量越來(lái)越大。

具體的，磁性金屬層外部設(shè)有惰性金屬保護(hù)層，且惰性金屬保護(hù)層的厚度為1-5nm，自旋效率更高，有利于提高電子器件性能。

具體的，源電極3和漏電極7均為金屬蔽光電極，由于多層結(jié)構(gòu)電極系統(tǒng)對(duì)入射光吸收、反射和干涉比較嚴(yán)重，因此光強(qiáng)損失大，量子效率低。

具體的，肖特基勢(shì)壘11外部設(shè)有絕緣氧化物薄膜層，且絕緣氧化物薄膜層為氧化鎂薄膜層，氧化鎂薄膜層的厚度為1-5nm，能夠超快、高效地向半導(dǎo)體量子點(diǎn)中注入自旋極化的載流子。

本實(shí)用新型中，自旋光電子器件是用作為硬磁盤驅(qū)動(dòng)器的GMR讀出頭器件，其結(jié)構(gòu)是兩端分別為強(qiáng)磁性體1，中間夾層為一層非磁性金屬構(gòu)成，且一端強(qiáng)磁性體1的磁化方向固定，另一端一端強(qiáng)磁性體1的磁化方向可來(lái)回改變，兩端強(qiáng)磁性體1的上端分別設(shè)置有源電極3和漏電極7，源電極3和漏電極7之間貼合有砷化銦鎵9和砷化銦鋁10，同時(shí)在第一鐵磁電極12和第二鐵磁電極13的上端產(chǎn)生圓偏振光15，而肖特基勢(shì)壘11外部設(shè)有絕緣氧化物薄膜層，且絕緣氧化物薄膜層為氧化鎂薄膜層，氧化鎂薄膜層的厚度為1-5nm，能夠超快、高效地向半導(dǎo)體量子點(diǎn)中注入自旋極化的載流子，在工作時(shí)，當(dāng)讀出頭沿著磁盤上的一條數(shù)據(jù)軌移動(dòng)時(shí)，數(shù)據(jù)1和0所產(chǎn)生的微小磁場(chǎng)變化將使第二層鐵磁性金屬的磁化方向來(lái)回改變；當(dāng)二者的磁化方向平行時(shí)，只有自旋取向?yàn)閮?yōu)先方向的電子比較容易通過(guò)非磁性金屬層而在導(dǎo)線中流過(guò)，而當(dāng)二者的磁化方向反平行時(shí)，所有電子的流動(dòng)都將受到阻礙，這就使得可探測(cè)微弱磁場(chǎng)的變化，使讀出靈敏度和分辨率提高，且強(qiáng)磁性體1的內(nèi)壁一側(cè)設(shè)有磁性金屬層，磁性金屬層外部設(shè)有惰性金屬保護(hù)層，且惰性金屬保護(hù)層的厚度為1-5nm，磁性金屬層的厚度為1-20nm，大大提高了電子器件性能，使硬盤體積越來(lái)越小，而容量越來(lái)越大。

以上所述，僅為本實(shí)用新型較佳的具體實(shí)施方式，但本實(shí)用新型的保護(hù)范圍并不局限于此，任何熟悉本技術(shù)領(lǐng)域的技術(shù)人員在本實(shí)用新型揭露的技術(shù)范圍內(nèi)，根據(jù)本實(shí)用新型的技術(shù)方案及其實(shí)用新型構(gòu)思加以等同替換或改變，都應(yīng)涵蓋在本實(shí)用新型的保護(hù)范圍之內(nèi)。