[实用新型]一种自旋光电子器件

权利要求书

1.一种自旋光电子器件，其特征在于，在衬底层上依次生长有p型缓冲层、阻挡层、第一势垒层、耦合量子阱和量子点结构、第二势垒层、n型接触层以及电极层，所述n型接触层与所述电极层形成自旋注入结构。 

2.根据权利要求1所述的自旋光电子器件，其特征在于，所述耦合量子阱和量子点结构沿生长方向依次为：量子点层、间隔层和量子阱层；其中所述量子点层的晶格常数大于所述p型缓冲层和所述间隔层的晶格常数，所述量子阱层和所述量子点层的禁带宽度小于所述p型缓冲层、阻挡层、第一势垒层、第二势垒层和n型接触层的禁带宽度；所述量子阱层的禁带宽度大于所述量子点层的禁带宽度，且量子阱层中电子基态能级与量子点层中电子激发态能级接近或相等，形成共振。 

3.根据权利要求2所述的自旋光电子器件，其特征在于，所述电极层沿生长方向依次包括磁性金属层、惰性金属保护层以及上电极材料层，所述自旋注入结构为所述n型接触层与所述磁性金属层形成的磁性金属-半导体肖特基结，所述n型接触层中施主浓度从10¹⁶cm^-3指数型增加到10¹⁹cm^-3。 

4.根据权利要求2所述的自旋光电子器件，其特征在于，所述电极层沿生长方向依次包括绝缘氧化物薄膜层、磁性金属层和惰性金属保护层以及上电极材料层，所述自旋注入结构为所述n型接触层与所述绝缘氧化物薄膜层和所述磁性金属层形成的磁性金属-氧化物-半导体隧道结，所述n型接触层中施主浓度量级为10¹⁶cm^-3至10¹⁷cm^-3。 

5.根据权利要求2-4任一所述的自旋光电子器件，其特征在于，所述间隔层的厚度小于或等于15nm。 

6.根据权利要求4所述的自旋光电子器件，其特征在于，所述绝缘氧化物薄膜层为氧化镁薄膜层，所述氧化镁薄膜层的厚度为1-5nm。 

7.根据权利要求6所述的自旋光电子器件，其特征在于，所述磁性金属层的厚度为1-20nm、所述惰性金属保护层的厚度为1-5nm，所述n型接触 层为n型Al_yGa_1-yAs接触层，其中0.05≤y≤0.1。 

8.根据权利要求7所述的自旋光电子器件，其特征在于，所述量子点层为In_mGa_1-mAs量子点以Stranski-Krastanov的生长模式形成，含有浸润层，总厚度小于或等于10nm，其中0.3≤m≤1.0。 

9.根据权利要求8所述的自旋光电子器件，其特征在于，所述量子阱层为In_nGa_1-nAs材料，厚度小于100nm，其中0.05≤n≤0.3。