[发明专利]一种原位太赫兹波谱电化学装置及其制备方法

说明书

本申请公开了一种原位太赫兹波谱电化学装置及其制备方法，该装置由铁磁薄膜和非铁磁薄膜构成太赫兹波发射器，通过飞秒激光泵浦铁磁薄膜产生超快自旋流，由于铁磁薄膜和非铁磁薄膜界面处的逆自旋霍尔效应，使得铁磁薄膜的自旋流转变为非铁磁薄膜的瞬变电荷流，从而在所述非铁磁薄膜一侧辐射出太赫兹波，产生的太赫兹波通过电催化剂层、电解液和对电极后入射到所述太赫兹波探测器中，实现了针对材料电导和载流子的一种亚皮秒时间分辨率的非接触的原位探测，除此之外，该装置还可用于研究太赫兹波对电化学过程的影响。该装置利用太赫兹波发射器将飞秒激光转换为太赫兹波，无需外加太赫兹波光源，具有结构以及制备工艺简单的优点。

技术领域

本申请涉及光电器件技术领域，更具体地说，涉及一种原位太赫兹波谱电化学装置及其制备方法。

背景技术

太赫兹波泛指频率在0.1THz～10THz区间内的电磁波，由于太赫兹波独特的时域脉冲特性、低能、宽带等特点，近年来，太赫兹波广泛应用于材料科学、量子信息、生物医学、卫星通信和物品成像都方面。另外，太赫兹波会受到可动载流子的强烈吸收和反射，因此在材料科学及能源相关领域，其常被用来研究材料的电导及载流子的动力学。

现有的太赫兹波电化学装置的结构和加工工艺较为复杂，且大多需要外加太赫兹波光源，难以满足实际应用的需求。

发明内容

为解决上述技术问题，本申请提供了一种原位太赫兹波谱电化学装置及其制备方法，以解决太赫兹波电化学装置的结构和加工工艺复杂的问题。

为实现上述技术目的，本申请实施例提供了如下技术方案：

一种原位太赫兹波谱电化学装置，包括：

衬底，所述衬底包括相背的第一表面和第二表面；

位于所述第一表面一侧的激光发射器，所述激光发射器用于向所述第一表面发射飞秒激光；

位于所述第二表面一侧依次设置的铁磁薄膜、非铁磁薄膜和电催化剂层；

位于所述电催化剂层远离所述衬底一侧的对电极；

所述电催化剂层与所述对电极之间用于设置电解液；

位于所述对电极远离所述衬底一侧的太赫兹波探测器；

用于提供工作磁场的磁场装置。

可选的，还包括：

位于所述电催化剂层远离所述衬底一侧的密封框架，所述密封框架用于将所述电解液封装于所述电催化剂层与所述对电极之间。

可选的，所述对电极包括：

熔融石英层；

位于所述熔融石英层朝向所述衬底一侧的导电膜；

位于所述熔融石英层远离所述衬底一侧的电解液注入管、电解液排出管和参比电极，所述电解液注入管和所述电解液排出管均贯穿所述熔融石英层。

可选的，所述导电膜为掺铟的氧化锡薄膜或掺氟的氧化锡薄膜或掺铝的氧化锌薄膜或掺镧的锡酸钡薄膜或金薄膜或银薄膜或铂薄膜或铜薄膜。

可选的，所述铁磁薄膜包括铁薄膜、钴薄膜、镍薄膜、钴铁薄膜或预设合金薄膜；

所述预设合金薄膜为由铁、钴、镍和钴铁材料中的至少两种材料形成的合金薄膜。

可选的，所述非铁磁薄膜包括金薄膜、铂薄膜、银薄膜、铬薄膜、铅薄膜、钽薄膜、钇薄膜或钨薄膜中的至少一种。

可选的，所述激光发射器包括飞秒激光源；

所述飞秒激光源用于发射飞秒激光。

可选的，所述飞秒激光源还用于调节发射的所述飞秒激光的光强和/或脉宽。