[发明专利]一种多功能自旋波晶体管及其制备方法和应用

权利要求书

1.一种多功能自旋波晶体管，其特征在于，包括基片，形成于基片之上的磁性薄膜层，形成于磁性薄膜层之上的定向加热层，形成于磁性薄膜层之上、定向加热层两侧的微波天线；在定向加热层上、自旋波传输路径的垂直方向上施加热流，实现自旋波晶体管的自旋波移相功能、自旋波放大功能以及自旋波关断功能的调控。

2. 根据权利要求1所述的多功能自旋波晶体管，其特征在于，当定向加热层上施加温度梯度大于0且小于0.0184 K/μm的热流时，实现自旋波移相功能；当定向加热层上施加温度梯度为0.0184~0.0643 K/μm的热流时，实现自旋波放大功能；当定向加热层上施加温度梯度大于0.1010 K/μm的热流时，实现自旋波关断功能。

3.根据权利要求1所述的多功能自旋波晶体管，其特征在于，所述磁性薄膜层为磁性绝缘体薄膜、铁磁合金薄膜或反铁磁薄膜。

4.根据权利要求3所述的多功能自旋波晶体管，其特征在于，所述磁性绝缘体薄膜为钇铁石榴石、铥铁石榴石、铋掺杂的铥铁石榴石、六角铁氧体或尖晶石铁氧体薄膜；所述铁磁合金薄膜为坡莫合金、钴铁硼或Heusler合金；所述反铁磁薄膜为氧化亚镍、铁酸铋或铱锰薄膜。

5.根据权利要求1所述的多功能自旋波晶体管，其特征在于，所述定向加热层为金属加热层或半导体加热层。

6.根据权利要求5所述的多功能自旋波晶体管，其特征在于，所述金属加热层为铂、金、钽、铜或铝；所述半导体加热层为硅、锗、砷化镓、氮化镓、碳化硅或氧化铟锡。

7. 根据权利要求1所述的多功能自旋波晶体管，其特征在于，所述磁性薄膜层的厚度为1 nm~10 μm；所述定向加热层的厚度为0.5 nm~10 μm。

8.一种如权利要求1所述多功能自旋波晶体管的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：

步骤1、清洗基片；

步骤2、在步骤1清洗后的基片上生长磁性薄膜层；

步骤3、在步骤2得到的磁性薄膜层上生长定向加热层和微波天线；

步骤4、采用微电子加工工艺，在步骤3得到的多层薄膜结构上进行光刻和刻蚀，在多层薄膜结构上制作出自旋波晶体管的微纳图形。

9.根据权利要求8所述的多功能自旋波晶体管的制备方法，其特征在于，步骤2中生长磁性薄膜层的方法为脉冲激光沉积法、液相外延法或磁控溅射法；步骤3中生长定向加热层的方法为湿法转移法、化学气相沉积法、脉冲激光沉积法、磁控溅射法或分子束外延法。