[发明专利]基于磁性隧道结的雷达式自旋微波探测器及其制法和应用

说明书

本发明公开了一种基于磁性隧道结的雷达式自旋微波探测器及其制法和应用。所述微波探测器包括信号发生模块、信号接收模块、信号检测模块和信号显示模块，所述信号发生模块、信号接收模块分别包括至少一第一点接触电极、至少一第二点接触电极，所述第一、第二点接触电极设置在一磁性隧道结上，所述磁性隧道结包括固定磁性层、非磁性隔离层和磁性自由层，所述非磁性隔离层设置于固定磁性层之与磁性自由层之间，所述第一点接触电极及第二点接触电极彼此电性隔离但均与磁性自由层或者固定磁性层电性接触。本发明提供的基于点接触磁性隧道结的雷达式自旋微波探测器，具有良好的高频特性、宽频可调、低噪音、可以对微弱信号进行高灵敏度检测。

技术领域

本发明特别涉及一种基于磁性隧道结的雷达式自旋微波探测器及其制法和应用，属于微波功率发射与探测技术领域。

背景技术

雷达式微波探测器是一种将微波发射设置、接收设置合置在一起的探测器。使用点接触结构的磁性隧道结作微波固态振荡源，通过与波导的组合，形成一个小型的发射微波信号的发射源。再利用接收模块的自旋整流效应将接收到的微波信号转化为直流信号，从而实现对信号发生模块的信号检测。在测速、航空航天以及科学研究等方面具有广泛应用。目前主要采用肖特基二极管或PN结二极管作为微波收、发的元件。然而，在航天航空探测、实验精密测量等领域，需要对十分微弱的微波信号进行检测。因而对微波探测器的灵敏度提出了更高的要求。且近年来，随着移动通信和卫星通信的迅速发展，对微波器件小型化、集成化的要求越来越迫切。同时，移动通讯也向高频化和宽频化发展。因此寻找具有良好的高频特性、宽频可调、低噪音以及易小型化和集成化的新型材料和器件是目前微波器件研究开发的重要目标。探测灵敏度较低、对低功率信号检测表现不好，尺寸较大，频段较小。

发明内容

本发明的主要目的在于提供一种基于磁性隧道结的雷达式自旋微波探测器及其制法和应用，以克服现有技术的不足。

为实现前述发明目的，本发明采用的技术方案包括：

本发明实施例提供了一种基于磁性隧道结的雷达式自旋微波探测器，包括信号发生模块、信号接收模块、信号检测模块和信号显示模块，所述信号发生模块、信号接收模块分别包括至少一第一点接触电极、至少一第二点接触电极，所述第一点接触电极、第二点接触电极设置在一磁性隧道结上，所述磁性隧道结包括固定磁性层、非磁性隔离层和磁性自由层，所述非磁性隔离层设置于固定磁性层之与磁性自由层之间，所述第一点接触电极及第二点接触电极彼此电性隔离但均与磁性自由层或者固定磁性层电性接触。

本发明还提供了所述基于磁性隧道结的雷达式自旋微波探测器的制作方法，包括：

提供磁性隧道结，其包括固定磁性层、非磁性隔离层和磁性自由层，所述非磁性隔离层设置于固定磁性层之与磁性自由层之间；

在所述磁性隧道结上设置至少一第一点接触电极和至少一第二点接触电极，且使所述第一点接触电极及第二点接触电极彼此电性隔离但均与磁性自由层或者固定磁性层电性接触，从而分别形成信号发生模块、信号接收模块；

将所述信号发生模块、信号接收模块与信号检测模块、信号显示模块电连接，形成所述雷达式自旋微波探测器。

本发明实施例还提供了一种微波探测方法，包括：

提供所述的基于磁性隧道结的雷达式自旋微波探测器，

至少向所述第一点接触电极施加直流偏置电流，使信号发生模块产生微波信号；

以信号接收模块直接接收所述微波信号或者由所述微波信号经外界反射后形成的信号，并形成整流信号；

以信号检测模块处理所述整流信号，并向信号显示模块输出处理结果，实现微波探测。