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基于Fe3N/GaN异质结构的自旋发光二极管及其制备方法

阅读:132发布:2023-01-10

专利汇可以提供基于Fe3N/GaN异质结构的自旋发光二极管及其制备方法专利检索,专利查询,专利分析的服务。并且基于Fe3N/GaN 异质结 构的自旋发光 二极管 及其制备方法,所述自旋 发光二极管 结构上 自下而上 包括: 基板 、粘结层、P 电极 、P-GaN层、有源层、N-GaN层、Fe3N 薄膜 层、电极;所述制备方法,包括如下步骤:步骤1,使用商业GaN基普通发光二极管作为本底二极管,其结构包括基板、粘结层、P电极、P-GaN层、有源层、N-GaN层;步骤2,在步骤1中的GaN基普通发光二极管上利用 磁控溅射 方法溅射一层(002)取向的Fe3N薄膜层;步骤3,将步骤2中所得的样品表面利用标准技术制备Cr/Cu欧姆 接触 电极。本 发明 通过自旋注入层材料的选择,使得自旋注入层与自旋输运层的电导更匹配,进而提高自旋注入效率。,下面是基于Fe3N/GaN异质结构的自旋发光二极管及其制备方法专利的具体信息内容。

1.基于Fe3N/GaN异质结构的自旋发光二极管及其制备方法,其特征在于:
所述自旋发光二极管,结构上自下而上包括:基板、粘结层、P电极、P-GaN层、有源层、N-GaN层、Fe3N薄膜层、电极;
所述制备方法,包括如下步骤:
步骤1,使用商业GaN基普通发光二极管作为本底二极管,其结构包括基板、粘结层、P电极、P-GaN层、有源层、N-GaN层;
步骤2,在步骤1中的GaN基普通发光二极管上利用磁控溅射方法溅射一层(002)取向的Fe3N薄膜层;
步骤3,将步骤2中所得的样品表面利用标准技术制备Cr/Cu欧姆接触电极。
2.根据权利要求1所述的基于Fe3N/GaN异质结构的自旋发光二极管及其制备方法,其特征在于:所述步骤2中,溅射Fe3N薄膜层,其中,靶的纯度不低于99.99%,条件为载气:N2和Ar2,N2流量:10 sccm,Ar2流量:90 sccm,溅射压强:0.5 Pa,溅射功率:100W,溅射厚度:30-
80 nm,衬底温度:400 ºC。

说明书全文

基于Fe3N/GaN异质结构的自旋发光二极管及其制备方法

技术领域

[0001] 本发明涉及一种基于Fe3N/GaN异质结构的自旋发光二极管及其制备方法,可应用在光学通讯以及液晶显示等领域。

背景技术

[0002] 自旋电子学,也称磁电子学。它利用电子的自旋和磁矩,使固体器件中除电荷输运外,还加入电子的自旋和磁矩。是一新兴的学科和技术。应用于自旋电子学的材料,需要具有较高的电子极化率,以及较长的电子自旋弛豫时间。许多新材料,例如磁性半导体、半金属等,近年来被广泛的研究,以求能有符合自旋电子元件应用所需要的性质。
[0003] 传统自旋发光二极管的自旋注入层通常由Fe等磁金属材料制备,因此自旋注入层与自旋输运层的电导不匹配,进而导致了自旋注入效率低。

发明内容

[0004] 针对上述问题,本发明提出一种基于Fe3N/GaN异质结构的自旋发光二极管及其制备方法。
[0005] 基于Fe3N/GaN异质结构的自旋发光二极管及其制备方法,所述自旋发光二极管,结构上自下而上包括:基板、粘结层、P电极、P-GaN层、有源层、N-GaN层、Fe3N薄膜层、电极;所述制备方法,包括如下步骤:
步骤1,使用商业GaN基普通发光二极管作为本底二极管,其结构包括基板、粘结层、P电极、P-GaN层、有源层、N-GaN层;
步骤2,在步骤1中的GaN基普通发光二极管上利用磁控溅射方法溅射一层(002)取向的Fe3N薄膜层;
步骤3,将步骤2中所得的样品表面利用标准技术制备Cr/Cu欧姆接触电极。
[0006] 进一步地,所述步骤2中,溅射Fe3N薄膜层,其中,铁靶的纯度不低于99.99%,条件为载气:N2和Ar2,N2流量:10 sccm,Ar2流量:90 sccm,溅射压强:0.5 Pa,溅射功率:100W,溅射厚度:30-80 nm,衬底温度:400 ºC。
[0007] 本发明通过自旋注入层材料的选择,使得自旋注入层与自旋输运层的电导更匹配,进而提高自旋注入效率。附图说明
[0008] 图1为本发明所述自旋发光二极管的结构示意图。
[0009] 图中,1-基板,2-粘结层,3-P电极,4-P-GaN层,5-有源层,6- N-GaN层,7-Fe3N薄膜层,8-电极。

具体实施方式

[0010] 下面结合说明书附图对本发明的技术方案做进一步的详细说明。
[0011] 基于Fe3N/GaN异质结构的自旋发光二极管及其制备方法,其中:所述自旋发光二极管,参照图1,其结构上自下而上包括:基板1、粘结层2、P电极3、P-GaN层4、有源层5、N-GaN层6、Fe3N薄膜层7、电极8。
[0012] 所述制备方法,包括如下步骤:步骤1,使用商业GaN基普通发光二极管作为本底二极管,其结构包括基板1、粘结层2、P电极3、P-GaN层4、有源层5、N-GaN层6。
[0013] 步骤2,在步骤1中的GaN基普通发光二极管上利用磁控溅射方法溅射一层(002)取向的Fe3N薄膜层7。其中,铁靶的纯度不低于99.99%,条件为载气:N2和Ar2,N2流量:10 sccm,Ar2流量:90 sccm,溅射压强:0.5 Pa,溅射功率:100W,溅射厚度:30-80 nm,衬底温度:400 ºC。
[0014] 步骤3,将步骤2中所得的样品表面利用标准技术制备Cr/Cu欧姆接触电极8。
[0015] 本发明通过自旋注入层材料的选择,使得自旋注入层与自旋输运层的电导更匹配,进而提高自旋注入效率。
[0016] 以上所述仅为本发明的较佳实施方式,本发明的保护范围并不以上述实施方式为限,但凡本领域普通技术人员根据本发明所揭示内容所作的等效修饰或变化,皆应纳入权利要求书中记载的保护范围内。
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