[实用新型]一种具有可控极化率的二维自旋电子器件

权利要求书

1.一种具有可控极化率的二维自旋电子器件，其特征在于：包含基底、层叠设置在基底上表面的增强光吸收层、I I I-VI族硫属化物二维材料、铁磁金属层、BN二维材料保护层；以及与I I I-VI族硫属化物二维材料连接的第一和第二沟道电极；

该器件中铁磁金属层经由界面耦合效应向I I I-VI族硫属化物二维材料注入自旋极化载流子，使器件在激光入射下激发产生自旋极化电子，并且在沟道回路中形成自旋电流，且自旋电流的极化率可由铁磁金属层中铁磁金属团簇的形貌及尺度控制。

2.如权利要求1所述一种具有可控极化率的二维自旋电子器件，其特征在于：所述基底采用表面光滑或表面具有纳米周期性图形的S i片、S iO₂/S i片、玻璃片、云母片、蓝宝石、石英、PET塑料片、聚酰亚胺薄膜中的一种。

3.如权利要求1所述一种具有可控极化率的二维自旋电子器件，其特征在于：所述增强光吸收层为由表面等离子激元金属材料构成的颗粒状非周期性纳米结构或周期性纳米阵列结构中的一种。

4.如权利要求3所述一种具有可控极化率的二维自旋电子器件，其特征在于：所述颗粒状非周期性纳米结构的颗粒个体大小、颗粒状非周期性纳米结构的颗粒间距尺度均在30～600nm范围内。

5.如权利要求3所述一种具有可控极化率的二维自旋电子器件，其特征在于：所述周期性纳米阵列结构的周期单元结构、周期性纳米阵列结构的周期尺度均在30～600nm范围内。

6.如权利要求1所述一种具有可控极化率的二维自旋电子器件，其特征在于：所述I II-VI族硫属化物二维材料为厚度d满足范围0<d<200nm。

7.如权利要求1所述一种具有可控极化率的二维自旋电子器件，其特征在于：所述铁磁金属层为由铁磁金属材料构成的颗粒状非周期性团簇结构或周期性团簇阵列结构中的一种，所述团簇的侧向尺度为1～4μm，纵向高度为1～50nm。

8.如权利要求1所述一种具有可控极化率的二维自旋电子器件，其特征在于：所述铁磁金属层的铁磁金属材料为铁、钴、镍金属中的一种或几种或其合金。

9.如权利要求1所述一种具有可控极化率的二维自旋电子器件，其特征在于：所述BN二维材料保护层为厚度为0～20nm。

10.如权利要求1所述一种具有可控极化率的二维自旋电子器件，其特征在于：所述可控极化率的二维自旋电子器件的工作温度T范围为0K≤T≤300K；所述可控极化率的二维自旋电子器件的工作环境为空气环境或真空环境；所述激光波长为300nm～580nm；所述激光功率为5μW～30mW。