[发明专利]相干太赫兹磁振子激光器和相干太赫兹通信系统

权利要求书

1.一种用于产生相干太赫兹辐射的设备，包括：

一个或多个多层可调微柱，每个该多层可调微柱还包括：

衬底；

底部电极；

铁磁材料的底层，还包括耦合到该底部电极的磁振子增益介质(MGM)；

隧道结，耦合到该铁磁材料；

自旋注入器，耦合到该隧道结；

钉扎层，耦合到该自旋注入器；

参考层，耦合到该钉扎层；以及

顶部电极；

以及

容纳腔，包围至少一该多层可调微柱。

2.根据权利要求1所述的设备，其中，该容纳腔包括第一孔，该第一孔被配置为输出该相干太赫兹辐射。

3.根据权利要求2所述的设备，还包括：包围该容纳腔的存储腔。

4.根据权利要求3所述的设备，其中，该存储腔的尺寸大于该容纳腔的相应尺寸。

5.根据权利要求3所述的设备，其中，该存储腔包括被配置为输出相干太赫兹辐射的第二孔。

6.根据权利要求1所述的设备，其中，偏置电压施加在该顶部电极和该底部电极之间的至少一该多层可调微柱上，并且该偏置电压被配置为相对于该铁磁材料的费米能级移位该自旋注入器的费米能级。

7.根据权利要求6所述的设备，其中，该铁磁材料还包括分裂成两个子带的导带，该两个子带包括由交换能隙隔开的自旋向上的第一子带和自旋向下的第二子带，并且其中，该第一子带包括在该铁磁材料的磁化方向自旋向上极化的电子，并且其中，所述第二子带包括在与该铁磁材料的该磁化方向相反的方向上自旋向下极化的电子。

8.根据权利要求1所述的设备，其中，该MGM被配置为承载由非平衡电子产生的非平衡磁振子，其中，自旋向下的非平衡电子从该自旋注入器经由该隧道结注入到该MGM中。

9.根据权利要求8所述的设备，其中，该MGM被配置为使用该非平衡磁振子产生太赫兹辐射。

10.根据权利要求1所述的设备，其中，该衬底由选自由下列材料组成的群组中的材料制成：氧化铝(Al₂O₃)；氧化铟锡(InTnO)；硅(Si)；蓝宝石上硅(SoS)；和氧化镁(MgO)。

11.根据权利要求1所述的设备，其中，该底部电极由选自由下列材料组成的群组中的材料制成：钴铁合金(Co_0.5Fe_0.5)；银(Ag)；金(Au)；铂(Pt)；钴(Co)；钯(Pd)；钛(Ti)；和钛钨(TiW)。

12.根据权利要求1所述的设备，其中，MGM由选自由下列材料组成的群组中的材料制成：二氧化铬(CrO₂)；半金属铁磁氧化物Sr₂FeMoO₆；赫斯勒合金Co₂MnGe；赫斯勒合金Co₂MnSi(CMS)；赫斯勒合金Co₂FeSi(CFS)；赫斯勒合金Co₂MnSn；和赫斯勒合金Co₂FeAl_0.5Si_0.5(CFAS)。

13.根据权利要求1所述的设备，其中，该隧道结由选自由下列材料组成的群组中的材料制成：氧化镁(MgO)；氧化铝(Al₂O₃)；和尖晶石MgAl₂O₄。