[发明专利]一种无源低功耗的微波检测方法

权利要求书

1.一种无源低功耗的微波检测方法，其特征是，检测用反铁磁拓扑绝缘体层包括反铁磁拓扑绝缘体层、设置在本征的反铁磁拓扑绝缘体层上的一对分离的电极层；所述反铁磁拓扑绝缘体层为反铁磁材料的薄膜、纳米片或纳米线；所述反铁磁拓扑绝缘体层为拓扑绝缘体材料的薄膜、纳米片或纳米线；结合其反铁磁原子层+拓扑表面态两者特性，在微波能量下，反铁磁层具有在微波能量下的产生自旋流的特性；反铁磁拓扑绝缘体层中自旋发生进动产生自旋流，拓扑表面态具有将自旋流在表面上自发产生定向的电荷流；通过电极检测表面态中的这一定向的电荷流，实现微波作用条件的无源低功耗探测。

2.根据权利要求1所述的一种无源低功耗的微波检测方法，其特征在于，1个反铁磁原子层/拓扑表面态层(即反铁磁拓扑绝缘体层)的双层结构在微波能量下形成定向电荷流I；或n个反铁磁原子层/拓扑表面态的双层结构在微波能量下形成定向电荷流n*I，微波检测灵敏度能成倍地增加；n取2-3000。

3.根据权利要求1和2所述的一种无源低功耗的微波检测方法，其特征在于，能够制备任意层的反铁磁拓扑绝缘体层或任意个反铁磁原子层/拓扑表面态的双层结构，反铁磁原子层/拓扑表面态层为MnBi2Te4。

4.根据权利要求3所述的一种无源低功耗的微波检测方法，其特征在于，检测用反铁磁拓扑绝缘体层的制备步骤，先获得反铁磁拓扑绝缘体单晶：通过高温熔融法获得。将Mn、Bi、Te的粉末按1：2：4的原子比例放入石英管，再将石英管垂直放入马弗炉中，通过12小时升到950摄氏度，在950摄氏度保持12小时，再通过3000分钟降到585摄氏度，保持24小时后，降到室温，得到MnBi2Te4；

任意层MnBi2Te4的反铁磁拓扑绝缘体层或任意个反铁磁原子层/拓扑表面态层的双层结构通过分子束外延、机械剥离法、高温熔融法、脉冲激光沉积或化学气相沉积等方法形成。

5.根据权利要求3所述的一种无源低功耗的微波检测方法，其特征在于，反铁磁拓扑绝缘体层、反铁磁原子层和拓扑表面态层是块材、薄膜、纳米片或纳米线；包括反铁磁层2和拓扑绝缘体层3的异质结构、设置在反铁磁层2和拓扑绝缘体层3的异质结构上的一对分离的电极层4。