[发明专利]自旋微波振荡器和自旋微波检测器

说明书

技术领域

本发明涉及微波振荡器和微波检测器领域，具体的说涉及基于闭合状磁性多层膜和含金属芯的闭合状磁性多层膜的自旋微波振荡器和自旋微波检测器。

背景技术

目前的市场上已经有很多商用的微波振荡器，但其都有一些不足之处。比如磁控管振荡器是应用比较早的，但是它体积过大、不易于集成、且频率低、功耗大，不能很好的用于未来通讯；LC压控振荡器的频率不高，几乎达不到吉赫兹，而且调频范围比较窄，集成度低，品质因素也低；晶体振荡器是的输出频率一般不超过200MHz，虽然频率稳定性比较好，但是调频比较困难。

而在微波检测器方面，目前同样存在着一些缺点，比如体积过大，功耗较高，可以检测的频率过低，超高频测量精度不高，对于高频信号不能直接测量必须通过混频把高频信号降到低频信号来测量等缺点。

发明内容

本发明的一个目的是克服上述现有微波振荡器的缺点，从而提供一种具有高输出频率且高调频能力的自旋微波振荡器。

本发明的另一个目的是克服上述现有微波检测器的缺点，从而提供一种无需混频而直接测量高频信号的自旋微波检测器。

本发明的目的是通过以下技术方案实现的：

根据本发明的一个方面，提供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34π0.39πμm²。

根据本发明的另一个方面，提供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。

在上述技术方案中，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；

在上述技术方案中，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；

在上述技术方案中，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；