[发明专利]一种高灵敏光检测装置

说明书

本发明涉及光探测技术领域，具体涉及一种高灵敏光检测装置，本发明提供了一种高灵敏光检测装置，包括反铁磁层、钉扎层、势垒层、自由层、贵金属微纳结构。本发明中，钉扎层、势垒层、自由层构成磁隧道结。应用时，待测光照射贵金属微纳结构；同时，应用固定磁场作用于本发明。通过测量待测光照射下和无待测光照射下，磁隧道结磁电阻的差异，确定待测光的强度或波长。在本发明中，可以设置不同尺寸或形状的贵金属微纳结构以调节其共振波长，从而实现对不同波长入射光的探测。因此，本发明具有光的探测波长范围宽的优点，在光检测领域具有良好的应用前景。

技术领域

本发明涉及光探测技术领域，具体涉及一种高灵敏光检测装置。

背景技术

光电探测器是光电子基础芯片中接收端的核心芯片之一，光电探测器将光数据转换为电信号，以便于后续信号处理电路进行分析。传统光电探测器利用了材料的热电效应、光电效应、电吸收效应等，来检测入射光。随着科技的进步和社会的发展，光电探测装置的应用越来越广泛，相应地，对光电探测装置的要求越来越高。

硅材料作为微电子领域的传统材料，在加工工艺和制作成本上逐渐形成了其他材料无法比较的优势地位。但是由于传统半导体材料的禁带限制，探测波长范围窄，例如，基于硅材料的探测器，探测的截止波长为1100纳米。探索基于新原理的光探测技术，对提高光探测的波长范围具有重要的意义。

发明内容

为解决以上问题，本发明提供了一种高灵敏光检测装置，包括反铁磁层、钉扎层、势垒层、自由层、贵金属微纳结构，反铁磁层的材料为硬磁反铁磁材料，钉扎层置于反铁磁层上，钉扎层的材料为自旋性极化率高的金属或半金属，势垒层置于钉扎层上，自由层置于势垒层上，自由层的材料为磁各向异性弱的软磁材料，势垒层隔开钉扎层和自由层，贵金属微纳结构周期性地置于自由层上。

更进一步地，贵金属微纳结构相对于自由层的表面倾斜，贵金属微纳结构部分地置于自由层内。

更进一步地，还包括第二贵金属微纳结构，第二贵金属微纳结构置于自由层内。

更进一步地，自由层的表面设有凹陷部，贵金属微纳结构设置在凹陷部内。

更进一步地，凹陷部为楔形凹槽。

更进一步地，凹陷部贯穿自由层，贵金属微纳结构置于凹陷部底部的势垒层上。

更进一步地，贵金属微纳结构的高度小于凹陷部的深度。

更进一步地，凹陷部周期性排布。

更进一步地，凹陷部排布的周期为方形周期。

更进一步地，在同一凹陷部内，贵金属微纳结构的个数多于1个。

本发明的有益效果：本发明提供了一种高灵敏光检测装置，包括反铁磁层、钉扎层、势垒层、自由层、贵金属微纳结构。本发明中，钉扎层、势垒层、自由层构成磁隧道结。应用时，待测光照射贵金属微纳结构；同时，应用固定磁场作用于本发明。通过测量待测光照射下和无待测光照射下，磁隧道结磁电阻的差异，确定待测光的强度或波长。本发明中，在待测光照射下，贵金属微纳结构产生热，从而改变了自由层的温度，从而改变了自由层的自旋状态及磁性，从而改变了磁隧道结的磁电阻。在本发明中，可以设置不同尺寸或形状的贵金属微纳结构以调节其共振波长，从而实现对不同波长入射光的探测。因此，本发明具有光的探测波长范围宽的优点，在光检测领域具有良好的应用前景。

以下将结合附图对本发明做进一步详细说明。

附图说明

图1是一种高灵敏光检测装置的示意图。

图2是又一种高灵敏光检测装置的示意图。

图3是再一种高灵敏光检测装置的示意图。

图4是再一种高灵敏光检测装置的示意图。