新型自旋转矩微波探测器的制备与性能研究

基本信息
批准号:11474311
项目类别:面上项目
资助金额:95.00
负责人:曾中明
学科分类:
依托单位:中国科学院苏州纳米技术与纳米仿生研究所
批准年份:2014
结题年份:2018
起止时间:2015-01-01 - 2018-12-31
项目状态: 已结题
项目参与者:李涛,黄宏娟,翟豪,冯海通,方彬,王超
关键词:
磁性隧道结磁共振自旋电子学磁电阻自旋极化输运
结项摘要

Spin-torque microwave detector (STMD) based on spin transfer torque effect has attracted intense attention for its potential applications in microwave detecting, magnetic sensing and microwave power transmission due to its unique characteristics such as device simplicity, nanoscale size, high sensitivity, and easy integration. Currently, the study of STMD is just emerging and needs exploration of lots of researches on device fabrication, manipulations of the physical properties and its typical applications.Improving sensitivity of the device and eliminating the need of external magnetic field are the essense of the research in this field. This project proposes a novel magnetic tunnelling junction devices using perpendicular magnetic anisotropy materials, and plan to study fabrication and microwave response properties of nanodevices.Particular attention is given to the effect of perpendicular magnetic anisotropy on the microwave signal response characteristics, as well as the internal mechanism by micromagnetic simulation, which will build the foundation for designing highly sensitive microwave detector without the use of magnetic field source. This work is of significance to the development of new spintronic materials and devices from the fundamental and practical view.

基于自旋转移力矩效应的新型微波探测器具有尺寸小、灵敏度高、结构简单和易集成等优点,在微波检测、磁性传感、微波输能等领域具有广阔的应用前景。目前,自旋微波探测器的研究在国际上起步不久,无论是在器件制备、物性调控还是器件应用研究等方面均有待深入研究,其中提高探测灵敏度和消除对外加磁场的依赖是该领域的核心研究内容。本项目提出利用垂直磁各向异性材料构建磁性隧道结,研究基于该种结构的微制备及物理性质,特别是垂直磁各向异性场对微波响应特性的影响,并结合微磁学模拟等手段理解其物理内涵,为设计高灵敏度、无需磁场的自旋微波探测器件奠定物理和材料基础。该项目的顺利实施可为开发新型自旋电子材料和器件做出有益的探索及开拓。

项目摘要

基于自旋转移力矩效应的新型微波探测器具有尺寸小、灵敏度高、结构简单和易集成等优点,在微波检测、磁性传感、微波输能等领域具有广阔的应用前景,备受国内外科研工作者的关注。针对自旋微波探测器面临的“瓶颈”问题—探测灵敏度低和需要外加磁场才能工作,本项目提出利用垂直磁各向异性材料构建磁性隧道结,研究基于该种结构的微制备及微波探测性能,并结合微磁学模拟理解其物理内涵。经过项目的执行,取得了以下成果:.1)设计并制备出一种基于垂直磁各向异性自由层的自旋微波探测器,实现了微弱信号的高灵敏度检测,为发展新型高灵敏微波探测器提供了一种新的途径。.2)研究了MgO盖帽层对自旋微波探测性能的影响,发现合适的MgO盖帽层能提高探测性能。.3)设计并制备了一种自由层具有倾斜磁矩的微波器件,观测到了100MHz到1.2GHz的宽频响应,并可为纳米器件供能。该研究为未来便携电子器件、纳米传感器等提供一种新型的能量捕获技术。.本项目的执行为设计高灵敏度、无需磁场的自旋微波探测器件奠定物理和材料基础,对开发新型自旋电子材料和器件具有重要的基础研究意义和实用价值。

项目成果
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数据更新时间:2023-05-31

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