[发明专利]自旋微波振荡器和自旋微波检测器

权利要求书

1.一种自旋微波振荡器，包括：

闭合状磁性多层膜，用于产生交变信号；

直流偏置，其与所述闭合状磁性多层膜相连接，用于提供闭合状磁性多层膜工作所需的直流电流，并使所述交变信号通过；

微波电路，其与所述直流偏置相连接，用于放大、过滤交变信号并发射微波信号；

其中所述闭合状磁性多层膜的横截面为各处环宽相同的圆环状、椭圆环状或正多边形环状，横截面积为0.0008至0.39πμm²，

所述闭合状磁性多层膜的磁性单元中，在上下磁性层中，任一层的磁矩平行于膜面，另一层的磁矩垂直或接近垂直于膜面而使上下磁性层的磁矩之间形成稳定的90度或接近于90度的排列状态。

2.一种自旋微波检测器，包括：

闭合状磁性多层膜，用于接收待测微波信号并产生直流输出信号；

直流偏置，与所述闭合状磁性多层膜相连接，用以使所述待测微波信号和所述直流输出信号通过；

电压测量元件，其与所述直流偏置相连接，用于检测所述直流输出信号；

微波输入电路，其与所述直流偏置相连接，用于提供待测微波信号；

其中所述闭合状磁性多层膜的横截面为各处环宽相同的圆环状、椭圆环状或正多边形环状，横截面积为0.0008至0.39πμm²，

所述闭合状磁性多层膜的磁性单元中，在上下磁性层中，任一层的磁矩平行于膜面，另一层的磁矩垂直或接近垂直于膜面而使上下磁性层的磁矩之间形成稳定的90度或接近于90度的排列状态。

3.如权利要求1所述的振荡器或如权利要求2所述的检测器，其中所述闭合状磁性多层膜的横截面呈椭圆环状，椭圆内环的短轴为20～400nm，内环短轴与长轴的比值为1∶1～1∶4，椭圆环宽为20～300nm。

4.如权利要求1所述的振荡器或如权利要求2所述的检测器，其中所述闭合状磁性多层膜为无钉扎型单势垒闭合状磁性多层膜，其包括常规的各层：一衬底及其上面的下部缓冲导电层，在所述下部缓冲导电层上依次沉积的硬磁层、中间层、软磁层、覆盖层及导电层；所述衬底的材料包括SrTiO₃、LaAlO₃、Al₂O₃-TiC类陶瓷、Al₂O₃-WC类陶瓷或Al₂O₃-SiC类陶瓷；所述中间层的材料包括AlN。

5.如权利要求1所述的振荡器或如权利要求2所述的检测器，其中所述闭合状磁性多层膜为无钉扎型双势垒闭合状磁性多层膜，其包括常规的各层：一衬底及其上的下部缓冲导电层，在所述的下部缓冲导电层上依次沉积的第一硬磁性层、第一中间层、自由软磁层、第二中间层、第二硬磁性层、覆盖层及导电层；所述衬底的材料包括SrTiO₃、LaAlO₃、Al₂O₃-TiC类陶瓷、Al₂O₃-WC类陶瓷或Al₂O₃-SiC类陶瓷；所述中间层的材料包括AlN。

6.如权利要求1所述的振荡器或如权利要求2所述的检测器，其中所述闭合状磁性多层膜为钉扎型单势垒闭合状磁性多层膜，其包括常规的各层：一衬底及其上的下部缓冲导电层，在所述的下部缓冲导电层上依次沉积的反铁磁钉扎层、被钉扎磁性层、中间层、自由软磁层、覆盖层及导电层；所述衬底的材料包括SrTiO₃、LaAlO₃、Al₂O₃-TiC类陶瓷、Al₂O₃-WC类陶瓷或Al₂O₃-SiC类陶瓷；所述中间层的材料包括AlN。