[发明专利]石墨烯磁阻传感器及其制备方法、磁阻测量方法

权利要求书

1.一种石墨烯磁阻传感器，其特征在于，包括：依次层叠设置的第一电极层、石墨烯共振层和第二电极层；

所述石墨烯共振层的第一侧面接触所述第一电极层，所述石墨烯共振层的第二侧面接触所述第二电极层，所述第一侧面与所述第二侧面为相对面；

所述第一电极层和所述第二电极层均为铁磁层，且所述第一电极层和所述第二电极层均存在自旋向上的电子和自旋向下的电子；

在所述第一电极层的磁化方向和所述第二电极层的磁化方向平行的情况下，所述第一电极层和所述第二电极层中自旋向下的电子平移到所述石墨烯共振层的平移量，大于所述第一电极层和所述第二电极层中自旋向上的电子平移到石墨烯共振层的平移量；

在所述第一电极层的磁化方向和所述第二电极层的磁化方向反平行的情况下，所述第一电极层和所述第二电极层未共振隧穿所述石墨烯共振层。

2.根据权利要求1所述的石墨烯磁阻传感器，其特征在于，待测磁场的强度越大，所述第一电极层和所述第二电极层中自旋向下的电子平移到所述石墨烯共振层的平移量，大于所述第一电极层和所述第二电极层中自旋向上的电子平移到石墨烯共振层的平移量的程度越高。

3.根据权利要求1所述的石墨烯磁阻传感器，其特征在于，在待测磁场中，所述第一电极层的磁化方向和所述第二电极层的磁化方向平行或反平行。

4.根据权利要求1所述的石墨烯磁阻传感器，其特征在于，所述铁磁层包括镍、铁或钴中的一种或多种材料。

5.根据权利要求4所述的石墨烯磁阻传感器，其特征在于，所述铁磁层为CoFeB、CoFe、FeSi、FeAl、AlNi(Co)、FeCr(Co)、FeCrMo、FeAlC、AlNi（Co）、CoFeB/NiFe或CoFe/NiFe。

6.根据权利要求1所述的石墨烯磁阻传感器，其特征在于，所述石墨烯共振层包括至少一层石墨烯。

7.根据权利要求6所述的石墨烯磁阻传感器，其特征在于，所述石墨烯共振层包括的石墨烯层数大于或等于1层，且小于或等于6层。

8.根据权利要求7所述的石墨烯磁阻传感器，其特征在于，所述石墨烯共振层包括6层石墨烯。

9.一种应用于权利要求1-8中任一项所述的石墨烯磁阻传感器的磁阻测量方法，其特征在于，包括：

获取所述第一电极层和所述第二电极层的磁化方向平行时，所述石墨烯共振层的第一电导率；

获取所述第一电极层和所述第二电极层的磁化方向反平行时，所述石墨烯共振层的第二电导率；

根据所述第一电导率和所述第二电导率的差值与所述第二电导率的比值，确定所述石墨烯磁阻传感器的磁阻。

10.一种石墨烯磁阻传感器的制备方法，其特征在于，包括：

形成第一电极层，且所述第一电极层具有自旋向上的电子和自旋向下的电子；

在所述自旋向上方向的垂直方向上，形成一石墨烯共振层于所述第一电极层上；

所述自旋向上方向的垂直方向上，形成一第二电极层于所述石墨烯共振层上，所述第二电极层具有自旋向上的电子和自旋向下的电子；

其中，所述第一电极层和所述第二电极层均为铁磁层；注入所述第一电极层和所述第二电极层中的自旋向下的电子平移至所述石墨烯共振层的能力相较于自旋向上的电子平移至所述石墨烯共振层的能力更强，在所述第一电极层的磁化方向和所述第二电极层的磁化方向平行的情况下，所述第一电极层和所述第二电极层中自旋向下的电子平移到所述石墨烯共振层的平移量，大于所述第一电极层和所述第二电极层中自旋向上的电子平移到石墨烯共振层的平移量；

在所述第一电极层的磁化方向和所述第二电极层的磁化方向反平行的情况下，所述第一电极层和所述第二电极层未共振隧穿所述石墨烯共振层。