[发明专利]一种磁性纳米材料浓度的检测方法

权利要求书

1.一种磁性纳米材料浓度的检测方法，包括以下步骤：

将待测磁性纳米材料溶液滴加到ST-FMR器件表面，通入系列微波电流，在外加磁场作用下，通过锁相放大器检测直流电压信号，得到整流电压-外加磁场曲线；所述微波电流的频率≤20GHz；所述ST-FMR器件包括磁性多层膜材料，所述磁性多层膜材料包括依次层叠的基底层、SOT源层、铁磁层和保护层；

将所述整流电压-外加磁场曲线根据式(1)进行拟合，得到系列共振线宽；

所述式(1)中，V_mix为直流电压信号值，V_a为反对称拟合曲线的峰的强度，V_s为对称拟合曲线的峰的强度，ΔH为共振线宽，H_r为共振峰的位置，H是外加磁场强度；

将所述系列共振线宽与微波电流的频率根据式(2)进行拟合，得到阻尼因子；

所述式(2)中，ΔH为共振线宽，α为阻尼因子，γ为旋磁比，ΔH₀为外禀线宽，f为微波电流的频率；

根据所述阻尼因子和浓度-阻尼因子标准线性曲线得到所述待测磁性纳米材料溶液的浓度。

2.根据权利要求1所述的检测方法，其特征在于，所述浓度-阻尼因子标准线性曲线的获得方法包括以下步骤：

将系列浓度的磁性纳米材料溶液分别滴加到ST-FMR器件表面，通入系列频率的微波电流，得到系列整流电压-外加磁场曲线；所述微波电流的频率≤20GHz；

将所述系列整流电压-外加磁场曲线根据所述式(1)进行拟合，得到系列共振线宽；

将所述系列共振线宽与微波电流的频率根据所述式(2)进行拟合，得到浓度-阻尼因子标准线性曲线。

3.根据权利要求1或2所述的检测方法，其特征在于，所述ST-FMR器件包括设置在所述磁性多层膜材料(5)的相对侧面的第一电极(6)和第二电极(7)，与所述第一电极连通的锁相放大器(9)，与所述第一电极(6)和锁相放大器(9)电连通的耦合器(8)，设置在所述第一电极(6)和第二电极(7)之间的外加磁场装置(10)；所述第二电极(7)接地。

4.根据权利要求1所述的检测方法，其特征在于，所述SOT源层的材质包括重金属或具有自旋霍尔效应的材料。

5.根据权利要求4所述的检测方法，其特征在于，所述重金属包括Pt、Ta、W、Au和Hf中的一种或几种。

6.根据权利要求4所述的检测方法，其特征在于，所述具有自旋霍尔效应的材料包括MoS₂、WTe₂、PtTe₂、Bi₂Te₃和Fe₃GeTe₂中的一种或几种。

7.根据权利要求1所述的检测方法，所述铁磁层的材质包括Fe、Co、CoNi、NiFe、FePt和CoFeB中的一种或几种。

8.根据权利要求1、4、5、6或7任一项所述的检测方法，其特征在于，所述SOT源层和铁磁层的厚度独立地为5～10nm。

9.根据权利要求1所述的检测方法，其特征在于，所述保护层的材质包括MgO、SiO₂、Ru、W、Ta中的一种或几种；

所述保护层的厚度≤10nm。

10.根据权利要求1或9所述的检测方法，其特征在于，所述基底层的材质包括单晶Si、MgO和SiO₂中的一种或几种。