[发明专利]一种产生自旋极化的石墨烯器件及其制备方法

摘要

本发明公开了一种产生自旋极化的石墨烯器件及其制备方法。本发明采用微机械剥离法制备单层石墨烯，根据单层石墨烯的水平尺寸，挑选磁性绝缘体纳米片，通过纳米微机械显微操纵台的玻璃针尖将磁性绝缘体纳米片转移到单层石墨烯上，形成磁性绝缘体纳米片/石墨烯异质结构；在磁性绝缘体纳米片上方压上电子束抗蚀剂片，从而使得磁性绝缘体纳米片与单层石墨烯更紧密结合，有利于出现石墨烯的自旋极化，还可以防止旋涂导致的石墨烯破裂，提高成品率；本发明结合纳米材料的优点，方便调控单层石墨烯和磁性绝缘体纳米片的耦合作用，改善石墨烯自旋极化的效率；同时具有成本低、成品率高、易推广的优势，达到便捷高效、灵活操作的目的。

主权项

1.一种产生自旋极化的石墨烯器件的制备方法，其特征在于，所述制备方法包括以下步骤：1)提供表面洁净的衬底，衬底包括下层的导电层和上层的绝缘层；2)采用微机械剥离法制备单层石墨烯，并通过范德瓦耳斯力粘附在衬底的绝缘层上；3)根据单层石墨烯的水平尺寸，挑选磁性绝缘体纳米片，磁性绝缘体纳米片的水平尺寸与单层石墨烯的水平尺寸的比例小于2/3，磁性绝缘体纳米片的形状为片状或条带状，表面平整光滑，材料具有单相铁磁性、反铁磁性或多铁性；4)将磁性绝缘体纳米片吸附在纳米微机械显微操纵台的玻璃针尖上，通过玻璃针尖将磁性绝缘体纳米片转移并吸附在单层石墨烯上，并使得磁性绝缘体纳米片位于单层石墨烯的中间，形成垂直方向的磁性绝缘体纳米片/石墨烯异质结构；5)在磁性绝缘体纳米片的上方压上电子束抗蚀剂片，从而使得磁性绝缘体纳米片与单层石墨烯更紧密结合，电子束抗蚀剂片的水平尺寸大于单层石墨烯的水平尺寸；6)采用电子束曝光技术，在单层石墨烯上面形成金属电极的图案，电子束曝光技术的工艺过程中同时除去电子束抗蚀剂片；7)采用电子束镀膜或热蒸发镀膜技术制备金属电极：先镀上缓冲层，再镀上金属层；8)根据实际需要，重复步骤6)和7)，形成石墨烯器件。