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[发明专利]一种自旋太赫兹发射器及其手性调控方法、制备方法-CN202310797039.X在审
发明人：张婕;聂天晓;赵巍胜;杨晴;熊丹荣 -专利权人：北京航空航天大学杭州创新研究院
申请日： 2023-07-03 - 公布日： 2023-08-29 - 主分类号： H01S1/02 文献下载
摘要：本发明公开一种自旋太赫兹发射器及其手性调控方法、制备方法，属于太赫兹发射领域。自旋太赫兹发射器为包括铁磁材料层、非铁磁材料层和反铁磁层的三层结构，反铁磁层采用预设晶相的NiO单晶反铁磁材料、CrSb或Mn3Sn，在飞秒激光的照射下，反铁磁层产生激光冲击磁矩，激光冲击磁矩进动产生自旋极化流，自旋极化流注入至非铁磁层后产生瞬态的电荷流，进而辐射出太赫兹，实现高效自旋太赫兹辐射；进一步通过旋转外磁场方向或通过自旋轨道矩效应对自旋太赫兹发射器中铁磁材料层的磁矩方向进行翻转，实现太赫兹手性的高效调控。
一种自旋赫兹发射器及其手性调控方法制备

[发明专利]基于自旋源的太赫兹通感一体化系统及方法-CN202210712595.8有效
发明人：张慧;聂天晓;田祺云;王子颉 -专利权人：北京航空航天大学;北京航空航天大学杭州创新研究院
申请日： 2022-06-22 - 公布日： 2023-08-04 - 主分类号： H04B10/90 文献下载
摘要：本发明提供了一种基于自旋源的太赫兹通感一体化系统及方法，其中，系统包括：自旋源阵列、太赫兹收发器、通信模块、感知模块以及调度器；调度器，根据不同应用场景采取不同调度策略，感知模块，根据不同调度策略调度自旋源阵列向各个方向发射太赫兹波脉冲，分析反馈的回波信息，生成感知结果；通信模块用于整合需传输的远端用户信息，根据不同调度策略决定的信息调制方式控制自旋源阵列对远端用户所需传输信息以及所述感知结果进行发射；自旋源阵列，用于产生太赫兹波并对太赫兹波进行调制，或解调传入的太赫兹波。本发明利用自旋源兼顾收发和调制，完成调制和收发一体化的链路，利用自旋源对太赫兹可调的性质，实现多功能通信感知功能。
基于自旋赫兹一体化系统方法

[发明专利]一种磁阻传感器、磁阻传感器测试电路及制备方法-CN202310135918.6在审
发明人：张婕;聂天晓;李竞;王航天;谢魏然;孙芸;王梓力;高凡 -专利权人：北京航空航天大学杭州创新研究院
申请日： 2023-02-20 - 公布日： 2023-05-26 - 主分类号： G01R33/09 文献下载
摘要：本发明公开了一种磁阻传感器、磁阻传感器测试电路及制备方法，涉及磁阻传感器领域，所述磁阻传感器，包括：衬底、膜层以及电极；膜层和电极均位于衬底上；电极位于膜层的左右两侧且与膜层接触；膜层包括：铁磁层和非铁磁层；铁磁层和非铁磁层上下排布，且界面相接触；非铁磁层具有大于设定值的自旋霍尔角；铁磁层用于受到外磁场磁化时，获得磁化强度，产生磁化方向；非铁磁层用于产生自旋极化电流；电极用于读取膜层两端的电阻，以得到外磁场的大小和方向。本发明能同时读取外磁场的方向与大小，且结构简单，器件尺寸小。
一种磁阻传感器测试电路制备方法

[发明专利]一种基于单向自旋霍尔磁阻的磁存储器及存储器膜层-CN202310100123.1在审
发明人：张婕;聂天晓;李竞;王航天;谢魏然;孙芸;王梓力;高凡 -专利权人：北京航空航天大学杭州创新研究院
申请日： 2023-02-03 - 公布日： 2023-05-09 - 主分类号： H10N52/00 文献下载
摘要：本发明公开一种基于单向自旋霍尔磁阻的磁存储器及存储器膜层，所述磁存储器包括层叠结构和两个电极，所述层叠结构包括从下到上依次设置的衬底、存储器膜层和保护层；所述存储器膜层包括非铁磁层和铁磁层；两个所述电极分别位于所述层叠结构的两侧，并与所述非铁磁层和所述铁磁层接触。本发明提供一种单向基于自旋霍尔磁阻的磁存储器，该磁存储器的存储器膜层仅需两层(非铁磁层和铁磁层)，结构简单，便于大规模生产，并且可以通过增加存储器膜层的层数实现多态数据读写，有利于存储量的提高。
一种基于单向自旋霍尔磁阻磁存储器存储器

[发明专利]一种自旋太赫兹发射器件及其制备方法和应用-CN202211469862.X在审
发明人：张婕;聂天晓;赵巍胜;杨晴;熊丹荣 -专利权人：北京航空航天大学杭州创新研究院
申请日： 2022-11-23 - 公布日： 2023-04-04 - 主分类号： H01S1/02 文献下载
摘要：本发明提供了一种自旋太赫兹发射器件及其制备方法和应用，涉及太赫兹发射技术领域。本发明提供的自旋太赫兹发射器件，包括依次叠层设置的铁磁材料层、反铁磁层和非铁磁层。在本发明中，铁磁材料层与反铁磁层相邻，利用反铁磁固定住下层的铁磁层磁化方向，使得在去掉外磁场的条件下依然可实现自旋太赫兹发射。本发明利用反铁磁层/非铁磁层异质结可实现高效的自旋太赫兹辐射。在本发明中，反铁磁层在激光照射条件下产生自旋流，且对自旋流具有“传递作用”，在本发明的结构中，自旋流来源于铁磁层和反铁磁层，可极大地提高自旋极化流的产生效率，本发明能够实现太赫兹辐射效率的极大提升。
一种自旋赫兹发射器件及其制备方法应用

[发明专利]一种太赫兹发射器件及其幅度调控方法-CN202211552695.5在审
发明人：张婕;聂天晓;赵巍胜;杨晴;熊丹荣 -专利权人：北京航空航天大学杭州创新研究院
申请日： 2022-12-06 - 公布日： 2023-03-21 - 主分类号： H01S1/02 文献下载
摘要：本发明涉及一种太赫兹发射器件及其幅度调控方法，属于太赫兹调控技术领域，该太赫兹发射器件包括从下到上依次层叠设置的衬底、铁磁层、非铁磁层和反铁磁层，或包括从下到上依次层叠设置的衬底、反铁磁层、非铁磁层和铁磁层，可以通过改变所施加的磁场方向、施加电流或者施加电场来对上述太赫兹发射器件进行幅度调控，从而本发明设计了一种新型结构的太赫兹发射器件，并针对该太赫兹发射器件设计了相应的幅度调控方法，能够实现太赫兹幅度的高效调控。
一种赫兹发射器件及其幅度调控方法

[发明专利]一种新型自旋太赫兹发射器及其调控方法-CN202210881710.4在审
发明人：张婕;聂天晓;杨晴;白月 -专利权人：北京航空航天大学杭州创新研究院
申请日： 2022-07-26 - 公布日： 2022-11-25 - 主分类号： H01S1/02 文献下载
摘要：本发明涉及一种新型自旋太赫兹发射器及其调控方法，自旋太赫兹发射结构包括：电极、以及由下至上依次排列的衬底层、第一拓扑材料层、第一铁磁材料层、势垒层、第二拓扑材料层和第二铁磁材料层，第一、第二拓扑材料层包括拓扑绝缘体以及拓扑半金属，电极用于向所述第一拓扑材料层输入电流。新型自旋太赫兹发射器的调控方法包括：通过电极向第一拓扑材料层输入电流，通过改变通入电流的极性和大小，改变第一铁磁材料层的磁矩方向，进而对自旋太赫兹进行开关超快调控，丰富了现有技术中自旋太赫兹发射器的类型以及对自旋太赫兹开关的调控手段。
一种新型自旋赫兹发射器及其调控方法

[发明专利]一种数字可编程的阵列化自旋太赫兹源器件-CN202210808261.0在审
发明人：张婕;聂天晓;杨晴;田祺云 -专利权人：北京航空航天大学杭州创新研究院
申请日： 2022-07-08 - 公布日： 2022-10-18 - 主分类号： G02F1/00 文献下载
摘要：本发明提供了一种数字可编程的阵列化自旋太赫兹源器件，涉及电磁波发射和调控技术领域，包括发射装置和调控系统，发射装置和调控系统连接；调控系统用于向发射装置传输电流，通过电流调控发射装置发射的太赫兹波；发射装置包括由若干个编码单元构成的图案化阵列，发射装置用于发射太赫兹波，编码单元包括异质结，异质结由铁磁层和非铁磁层组成，铁磁层包括二维铁磁材料和铁磁金属，非铁磁层包括拓扑绝缘体、拓扑半金属和重金属；本发明中利用拓扑材料和二维铁磁材料材料分别作为发射装置非铁磁层和铁磁层材料，提高了发射装置的发射效率，本发明将太赫兹发射装置与调控系统电连接，实现了太赫兹波发射和调控一体化，减少了太赫兹波的传输损耗。
一种数字可编程阵列自旋赫兹器件

[发明专利]一种基于拓扑绝缘体的偏振可调谐太赫兹波发射装置-CN201911156284.2有效
发明人：吴晓君;聂天晓;赵海慧;陈薪厚;王航天 -专利权人：北京航空航天大学
申请日： 2019-11-22 - 公布日： 2022-01-14 - 主分类号： H01S1/02 文献下载
摘要：本发明公开了一种基于拓扑绝缘体的偏振可调谐太赫兹波发射装置，其特征在于，包括飞秒激光光源、波片以及拓扑绝缘体，所述飞秒激光光源用于发射飞秒激光，飞秒激光依次透射所述波片和所述拓扑绝缘体，产生太赫兹波，所述波片的角度α和所述拓扑绝缘体的方位角能够改变，实现太赫兹波的线偏振态、椭圆偏振态或圆偏振态可调。本发明构成简单、可以依据需求任意调节、性能牢固可靠、可以小型化、能够实用的满足各方面对于偏振调节的需求。
一种基于拓扑绝缘体偏振调谐赫兹发射装置

[发明专利]一种全范德华自旋太赫兹发射器及调控太赫兹波强弱以及极性的方法-CN202110980497.8在审
发明人： 聂天晓;王海宇;杨晴 -专利权人：北京航空航天大学
申请日： 2021-08-25 - 公布日： 2022-01-11 - 主分类号： H01S1/02 文献下载
摘要：本发明涉及一种全范德华自旋太赫兹发射器及调控太赫兹波强弱以及极性的方法。该全范德华自旋太赫兹发射器包括：飞秒激光器、纳米薄膜、电压源；飞秒激光器用于输出穿透纳米薄膜的泵浦激光，以产生第一太赫兹脉冲；纳米薄膜为非铁磁层和铁磁层构建的全范德华异质结构；铁磁层的材料为二维磁性材料；电压源用于向非铁磁层输入电流，调控非铁磁层材料的费米能级距离狄拉克点的位置以改变第一太赫兹脉冲的强弱，以及产生极性相反的第二太赫兹脉冲。本发明还提供了一种调控太赫兹波强弱以及极性的方法。上述太赫兹波发生器是采用二维铁磁材料制备铁磁层，与由范德华拓扑材料制成的非铁磁层构建全范德华异质结构。
一种全范德华自旋赫兹发射器调控强弱以及极性方法

[发明专利]室温下具有垂直磁各向异性的异质结结构及其应用-CN202111002843.1在审
发明人： 聂天晓;赵巍胜;张婕;曹凯华;王海宇;白月 -专利权人：北京航空航天大学
申请日： 2021-08-30 - 公布日： 2022-01-11 - 主分类号： H01L43/06 文献下载
摘要：本发明提供了一种室温下具有垂直磁各向异性的异质结结构及其应用。该异质结结构包括范德华拓扑材料层以及二维磁性材料层，其中，范德华拓扑材料层的厚度为5‑20nm，二维磁性材料层的厚度为1‑10nm。本发明还提供了包含上述异质结结构的室温全范德华自旋轨道矩磁存储器、基于拓扑绝缘体的室温全范德华磁电阻器件以及实现同或逻辑运算的装置，实现位计数运算的装置、实现矩阵向量乘法运算的装置以及相应的方法。本发明的技术方案实现了室温下垂直磁各向异性的异质结构以及自旋电子原型器件的构建，制备出的异质结结构以及自旋原型器件简单，制备方法操作简便。
室温具有垂直各向异性异质结结构及其应用

[发明专利]一种提高多层膜结构自旋轨道矩翻转效率的方法及多层膜结构、磁隧道结与磁随机存储器-CN202110985984.3在审
发明人： 聂天晓;王海宇;殷加亮 -专利权人：北京航空航天大学
申请日： 2021-08-26 - 公布日： 2022-01-07 - 主分类号： H01L43/08 文献下载
摘要：本发明涉及一种提高多层膜结构自旋轨道矩翻转效率的方法及多层膜结构、磁隧道结与磁随机存储器。上述方法是在多层膜结构的铁磁层和氧化物层之间设置第一金属插入层，增强界面自旋轨道耦合强度。本发明还提供了一种多层膜结构，包括非铁磁层、铁磁层、第一金属插入层和氧化物层。本发明还提供了一种磁隧道结，包括非铁磁层、第一铁磁层、第一金属插入层、势垒层、第二铁磁层；或者非铁磁层、第二金属层、第一铁磁层、第一金属插入层、势垒层、第二铁磁层。本发明还提供了含有上述多层膜结构或磁隧道结的磁随机存储器。本发明通过插入超薄金属的方式，利用氧化工程效应改变非铁磁层和铁磁层的界面，以增强界面自旋轨道耦合效应，提高翻转效率。
一种提高多层膜结构自旋轨道翻转效率方法隧道随机存储器

[发明专利]狄拉克节点球半金属及其制备与应用方法-CN201911191203.2有效
发明人：侯文杰;张学莹;赵巍胜;聂天晓 -专利权人：北京航空航天大学青岛研究院
申请日： 2019-11-28 - 公布日： 2021-09-21 - 主分类号： C23C14/35 文献下载
摘要：本发明所述的一种狄拉克节点球半金属及其制备与应用方法，提出由第VB族过渡金属原子X和第V主族原子Y构成的X3Y合金材料形成的狄拉克节点球半金属，其具有鼓膜状的拓扑表面态，三维动量空间中狄拉克点构成了一个球壳状，该合金材料具有较大的SHC，以期向后续功能性纳米器件(如自旋存储器件SOT‑MRAM、磁传感器)实验提供理论基础与指导。狄拉克节点球半金属的晶体结构是以有序的L12相的Cu3Au为基础结构，将第VB族过渡金属原子X和第V主族原子Y构成面心立方结构(fcc)仿真材料X3Y。其中，处于面心的原子是第VB族过渡金属原子X(如Nb,Ta)，8个顶点处的原子为第V主族原子Y(如As,Sb,Bi)。
狄拉克节点金属及其制备应用方法

[发明专利]基于拓扑自旋的电控磁各向异性磁性随机存储器-CN202110625863.8在审
发明人： 聂天晓;方蟾 -专利权人：北京航空航天大学
申请日： 2021-06-04 - 公布日： 2021-09-17 - 主分类号： H01L43/08 文献下载
摘要：本发明提供一种基于拓扑自旋的电控磁各向异性磁性随机存储器，包括：薄膜结构、电压源以及电流源；所述薄膜结构包括：从上到下依次叠加的顶电极层、反铁磁层、参考层、氧化物层、自由层、拓扑绝缘体层、高介电衬底以及底电极层；所述电压源的一端与所述顶电极层连接；所述电压源的另一端与所述底电极层连接；所述电流源与所述拓扑绝缘体层连接。通过电流源向拓扑绝缘体薄膜层通入电流，使得自由层铁磁薄膜的磁性翻转；铁磁磁各向异性与拓扑表面态的电压调控效应，产生自旋轨道转矩效应使得相邻自由层铁磁薄膜的磁矩发生偏转；极大地降低了自由层铁磁薄膜磁性翻转所需的阈值电流，从而实现超低功耗的信息存储。
基于拓扑自旋电控磁各向异性磁性随机存储器

[发明专利]基于表面等离子体的回音壁模式球状光学微腔折射率传感器及测量装置-CN202010032741.3有效
发明人：丁铭;尹贻恒;王波涛;郑少伟;秦旭东;聂天晓 -专利权人：北京航空航天大学
申请日： 2020-01-13 - 公布日： 2021-04-13 - 主分类号： G01N21/41 文献下载
摘要：本发明提供一种基于表面等离子体的回音壁模式球状光学微腔折射率传感器及测量装置，充分利用回音壁模式光学微腔的高品质因子特性，通过在光学微腔表面镀覆金层以激发表面等离子体，提高光学微腔表面能量和折射率传感灵敏度，实现外界介质折射率的测量。本发明的光学微腔折射率传感器包括微纳光纤、回音壁模式球状光学微腔，所述微纳光纤与所述回音壁模式球状光学微腔接触耦合；所述回音壁模式球状光学微腔表面上镀覆月牙形金层，以激发表面等离子体而增强球状光学微腔对外界介质折射率变化的敏感程度。本发明具有体积小、制备方法简单、易于集成等优点，可应用于化学或生物传感等领域。
基于表面等离子体回音壁模式球状光学折射率传感器测量装置

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