[发明专利]一种实现可见光调控界面磁性的自旋电子器件及制备方法

说明书

一种实现可见光调控界面磁性的自旋电子器件，包括基底、底电极、磁性层、活性层和顶电极；底电极设置在基底的上表面，磁性层设置在底电极的上表面，活性层设置在磁性层的上表面，顶电极设置在活性层的上表面；活性层包括给体和受体。本发明的一种实现可见光调控界面磁性的自旋电子器件使用光‑电‑磁三重耦合的有机半导体太阳能电池/铁磁体异质结，而不是单纯的离子液体调控界面磁性，不存在化学反应及腐蚀问题，也克服了现有太阳能光伏自旋电子学器件光控磁性不稳定且能耗高的问题。

技术领域

本发明属于自旋电子学器件技术领域，特别涉及一种实现可见光调控界面磁性的自旋电子器件及制备方法。

背景技术

自旋电子学在电子设备小型化、经济化和高效化方面起到了非常重要的作用，但是以电流或电压调控的自旋电子学器件受到了诸多现实因素的限制，如供电网络的限制，在未来的火星移民或太空旅行中这种调控方式也难以为继，如今，人们使用太阳能光伏自旋电子学器件以克服上述限制。

上述太阳能光伏自旋电子学器件的不足有：现有的所有光控界面磁性都依赖于光子和电子自旋的相互耦合，即利用圆偏振飞秒激光脉冲实现，这种方法会产生激光诱导加热，其温度接近居里温度，会导致光控磁性不稳定，且能耗高，还会影响邻近的磁畴。

发明内容

本发明的目的在于提供一种实现可见光调控界面磁性的自旋电子器件及制备方法，以解决上述问题。

为实现上述目的，本发明采用以下技术方案：

一种实现可见光调控界面磁性的自旋电子器件，包括基底、底电极、磁性层、活性层和顶电极；其中，底电极设置在基底的上表面，磁性层设置在底电极的上表面，活性层设置在磁性层的上表面，顶电极设置在活性层的上表面；活性层包括给体和受体。

进一步的，基底为Si、MgO、SiO₂、Al₂O₃、带氧化硅的硅片、云母、玻璃、SrTiO₃、GaN、GaAs、InAs、聚对苯二甲酸乙二醇酯(PET)或聚碳酸酯(PC)中的一种。

进一步的，底电极为Ta、Au、Ag、Al、Cu、Pt、W、Ti、Mo、TaN或TiN中的一种。

进一步的，磁性层为Co、Fe、Ni、FeNi、FeCrCo、TbFeCo、NiO、CoO、CoNiO、尖晶石铁氧体、石榴石铁氧体或钙钛矿R_1-xA_xMnO₃(A为二价碱土金属，R为三价稀土金属)中的一种。

进一步的，顶电极为Pt、Au、ZnO:Al(AZO)、氧化铟锡(ITO)、石墨烯、银纳米线、PEDOT/PSS或碳纳米管中的一种透明薄膜。

进一步的，给体为Poly[4,8-bis(5-(2-Ethylhexyl)thiophen-2-yl)benzo[1,2-b:4,5-b′]dithiophene-co-3-fluorothieno[3,4-b]thiophene-2-carboxylate](PTB7-Th)、聚苯乙烯撑(MEH-PPV、MDMO-PPV、CN-PPV、M3EH-PPV)、3-己基噻吩、低聚噻吩小分子、染料小分子、杂并苯小分子或含三苯胺类中的一种。

进一步的，受体为[6,6]-Phenyl C71butyric acid methyl ester(PC71BM)、[6,6]-Phenyl C61butyric acid methyl ester(PC61BM)、Indene-C60bisadduct(IC60BA)、Indene-C70bisadduct(IC70BA)、酰亚胺类、苯并噻二唑类、稠环芳香族类中的一种。

进一步的，一种实现可见光调控界面磁性的自旋电子器件的制备方法，基于上述任意一项所述的一种实现可见光调控界面磁性的自旋电子器件，包括以下步骤：