[实用新型]自旋探测器

说明书

本实用新型公开了一种自旋探测器。所述自旋探测器包括至少一个探测单元，所述探测单元包括自旋发光二极管以及光电放大转换器，光电放大转换器与自旋发光二极管相匹配并至少用于捕获自旋发光二极管产生的偏振光并将捕获的偏振光形成电信号。本实用新型提供的自旋发光二极管和与其配合的光电放大转换器可作为微尺寸基本探测单元制成集成阵列，由于众多的微尺寸探测单元的使用，自旋光电子被探测的效率大大提高，从而可以在相对非常短的时间内实现高质量自旋角分辨光电子能谱的采集，显著提高电子能谱的采集效率，进而可以大大提高昂贵设备的利用率。

技术领域

本实用新型特别涉及一种自旋探测器，属于半导体器件技术领域。

背景技术

自旋分辨的角分辨光电子能谱仪的自旋探测器：目前在自旋分辨的角分辨光电子能谱仪中使用的电子自旋探测器主要包括，Motto型自旋探测器，极低能量电子衍射探测器(VLEEDdetector)和扩散干涉探测器，这些自旋探测器的主要原理是利用自旋极化电子被金属靶散射(或反射)的几率的方向和自旋依赖性，即利用自旋极化电子被散射几率的不对称性。由于金属中具有自由电子气，自旋光电子与金属靶的相互作用中，自旋光电子易被金属靶中自由电子干扰，形成有效探测信号的效率很低；而多通道自旋探测器，由于探测单元不可大规模集成，从而探测效率提高不多，这些都造成自旋角分辨光电子能谱的测量时间过长。例如现有的Motto型探测器的光电子探测效率只有0.1％，最高的多通道探测器的探测效率也只能达到20％，从而导致探测时间过长、效率低。

实用新型内容

本实用新型的主要目的在于提供一种自旋探测器，以克服现有技术中的不足。

为实现前述实用新型目的，本实用新型采用的技术方案包括：

本实用新型实施例提供了一种自旋探测器，其包括至少一个探测单元，所述探测单元包括自旋发光二极管、光电放大转换器以及能够在所述自旋发光二极管与光电放大转换器之间传导圆偏振光的反射模块，所述光电放大转换器能够将经所述反射模块导入的圆偏振光转化形成电信号。

进一步的，所述反射模块包括金属反射层。

进一步的，所述金属反射层的材质包括铝等。

优选的，所述金属反射层的厚度为50-200nm。

更进一步的，所述反射模块还包括牺牲层载体，所述金属层设置在所述牺牲层载体上。

进一步的，所述光电放大转换器包括圆偏振光检测器和电荷耦合元件，所述圆偏振光检测器设置在电荷耦合元件上。

进一步的，所述光电放大转换器与所述自旋发光二极管集成设置为一体。

更进一步的，所述反射模块设置在所述光电放大转换器的上方，所述自旋发光二极管设置在光电放大转换器和反射模块的一侧。

进一步的，所述自旋发光二极管包括依次叠层设置的GaAs间隔层、InGaAs量子阱或量子点层、GaAs层、GaAs缓冲层以及GaAs层。

更进一步的，所述的自旋探测器包括由复数个所述探测单元组成的探测阵列，相邻两个所述探测单元之间还设有金属隔离层，所述金属隔离层至少用于阻止一探测单元内的偏振光进入另一探测单元。

优选的，所述金属隔离层的材质包括铝等。

优选的，所述金属隔离层的厚度为50-200nm。

进一步的，所述探测单元以及所述金属隔离层设置在半导体基片上。

本实用新型实施例还提供了一种自旋角分辨光电子能谱仪，其包括所述的自旋探测器。

进一步的，所述自旋探测器设置在自旋角分辨光电子能谱仪的电子能量分析器的出口位置处，取代原来的探测光电子的MCP(微通道板)。