[发明专利]一种利用磁隧道结瞬时测量温度的装置及方法

权利要求书

1. 一种利用磁隧道结瞬时测量温度的装置及方法, 其特征在于磁隧道结（MTJ）的结构主要包括：以氧化镁或者氧化铝为绝缘层，CoFeB为磁性自由层和参考层，以CoFe为反铁磁层，以及保护层和连接层；保护层其特征在于，以Ru, Ta, Cu等的一层或多层作为保护层；连接层以Cu, Ta, CuN等的一层或多层作为连接层；所述磁隧道结的隧穿磁电阻（TMR）大于等于100%。

2.一种利用磁隧道结瞬时测量温度的装置及方法, 其特征在于所述装置包括飞秒激光器、电阻加热平台、高频采样示波器（DSA8300）以及电流源（Keithley 2400），以飞秒激光器产生的飞秒激光脉冲作为加热源，以电加热平台获得温度电阻系数，以高频采样示波器以及电流源作为测量设备；所使用的电阻加热平台，其特征在于所使用的电阻加热丝为镍铬电阻丝或者钨丝，直径为2mm, 所使用的电阻温度测温器件为Pt100; 电阻加热平台能达到的温度为100^oC。

3.一种利用磁隧道结瞬时测量温度的装置及方法,其特征在于所采用的测量方法包含以下步骤：1）获得温度电阻系数，将磁隧道结置于电阻加热平台之上，利用Keithley 2400测量在MTJ在高电阻态时磁电阻与温度变化关系，获得电阻温度系数：α=ΔR/ΔT;ΔR为磁隧道结磁电阻（R-R₀）的变化；ΔT为电阻加热平台温度（T-T₀）的变化，以室温23 ^oC（T₀）时的电阻作为基准电阻（R₀）；2）将飞秒激光脉冲聚焦于磁隧道结样品表面，采用高频采样示波器测量MTJ在高电阻态时瞬时变化的磁电阻信号；3）利用获得的温度电阻系数，将瞬时磁电阻信号转化为瞬时温度变化信号。

4.根据权利要求2所述的，飞秒激光器为钛红宝石激光器或其他飞秒激光器。

5.根据权利要求3所述的，在测量MTJ磁电阻的过程中，使用Keithley 2400在MTJ中施加一个直流电流，电流的大小为0.5到3 mA；采用2线法测量MTJ的磁电阻。