[发明专利]一种垂直型-异域有机自旋电子器件的制备工艺和应用

权利要求书

1.一种垂直型-异域有机自旋电子器件的制备工艺，其特征在于，包括以下步骤：

(1) 在衬底上外延生长单晶La_0.67Sr_0.33MnO₃薄膜，即LSMO薄膜，并光学刻蚀成LSMO条形电极；

(2) 在LSMO条形电极附近光学套刻Au条形电极，所述Au条形电极与LSMO条形电极平行排列于衬底上；

(3) 采用超高真空热蒸发工艺，利用物理掩模沿LSMO条形电极方向生长厚度呈梯度变化的楔形有机薄膜；

(4) 采用超高真空热蒸发工艺，利用物理掩模在楔形有机薄膜上方，沿垂直于LSMO条形电极方向生长Co条形电极，并在Co条形电极表面生长保护层，得到所述垂直型-异域有机自旋电子器件；

该器件包括衬底，衬底上平行设置有LSMO条形电极和Au条形电极，Au条形电极位于LSMO条形电极的两侧，所述LSMO条形电极和Au条形电极的上方设有楔形有机薄膜，楔形有机薄膜的厚度沿LSMO条形电极方向梯度变化，楔形有机薄膜的上方设有Co条形电极，Co条形电极的方向与LSMO条形电极垂直，Co条形电极的表面设有保护层，以避免Co电极被氧化，形成稳定的整体；

自旋极化电流横向注入有机物，并实现纵向异域自旋探测，通过施加外电场和外磁场，对有机物中电子自旋进行操控；

通过在LSMO-Au电极间加电压，自旋极化载流子由LSMO注入有机层；通过在Au-Co电极间探测垂直方向上由于自旋累积而产生的电压，通过器件面内磁场变化实现异域自旋操控，或者通过器件面外磁场变化实现自旋进动。

2.根据权利要求1所述的垂直型-异域有机自旋电子器件的制备工艺，其特征在于，步骤(1)中，采用PLD外延生长单晶LSMO薄膜，LSMO薄膜的厚度为30nm，经光刻后，LSMO条形电极的宽度为20～200μm。

3.根据权利要求1所述的垂直型-异域有机自旋电子器件的制备工艺，其特征在于，步骤(2)中，Au条形电极位于LSMO条形电极的两侧，Au条形电极的厚度为30nm，宽度为50～200μm。

4.根据权利要求1所述的垂直型-异域有机自旋电子器件的制备工艺，其特征在于，步骤(3)中，楔形有机薄膜的厚度为10～100nm，其厚度为连续变化，最薄处为10nm，最厚处为100nm。

5.根据权利要求1所述的垂直型-异域有机自旋电子器件的制备工艺，其特征在于，步骤(4)中，Co条形电极的厚度为10～20nm，宽度为50～200μm。

6.根据权利要求1或5所述的垂直型-异域有机自旋电子器件的制备工艺，其特征在于，步骤(4)中，保护层为Au或者NaCl，以避免Co被氧化。