一種熱致龐磁阻效應的制備工藝的制作方法
【技術領域】
[0001] 本發明設及一種熱致龐磁阻效應的制備工藝。
【背景技術】
[0002] 熱激發自旋電子學，結合了熱電子學與自旋電子學的優勢，主要致力于研究熱與 自旋輸運之間的關系，它能夠解決因為器件小型化所帶來的散熱問題，并且能夠利用溫差， 產生和控制自旋流，能夠用于構造新型低能耗器件，引起了人們廣泛的關注。熱激發自旋電 子學中一個重要的發現就是UcMda等人發現的自旋塞貝克效應，即不需要外加偏壓，只需 要一定的溫差，能夠產生方向相反的自旋極化的電流。運個重要的發現引起了人們的廣泛 關注，研究人員開始尋找能產生自旋塞貝克效應的新材料，極大地推動了熱激發自旋電子 學的發展。
[0003] 由于石墨締中較高的載流子遷移率，石墨締的輸運性質一直備受關注。目前已經 有許多小組成功構造出基于GNR的電子器件，比如自旋過濾、自旋閥和巨磁阻器件等等，但 是大多數研究都需要外加偏壓，也就是研究偏壓對電流和自旋流的影響。最近，Zeng等人發 現，zigzag邊緣的石墨締納米帶和異質結中，通過在源極和漏極施加一定的溫差，能夠產生 熱致自旋極化的電流。他們的研究結果指出建立基于石墨締納米帶的熱激發自旋電子學器 件的可能性，運引起了我們極大的興趣。于是尋找石墨締納米帶中更好的熱激發自旋電子 學性質，成為了我們的研究目的之一。
[0004] 對于zigzag邊緣的石墨締納米帶，其邊緣的碳有懸掛鍵存在，需要用原子或者基 團進行純化。一種常用的純化方式是使用氨原子來純化，因為制備石墨締納米帶的反應過 程常常存在于含氨的氣體環境中，因此通過調節氨氣氣體的溫度和壓強，能夠改變氨的化 學勢，從而控制邊緣碳的懸掛鍵與氨原子的成鍵形式。邊緣的碳與氨原子有兩種不同的成 鍵和雜化方式，一種是碳與一個氨原子相連接，即單氨純化(ZGNR-H)，此時的碳原子是SP2 雜化的;還有一種是與兩個氨原子相連接，即雙氨純化(ZGNR-也），此時的碳原子是SP3雜化 的。因此，我們考慮運樣一種異質結構，即由ZGNR-H和ZGNR-也組成的異質結，如圖1所示，其 主體為寬度為8-ZGNR的納米帶，左邊邊緣的碳原子只連接了一個氨原子，由于此時是SP2雜 化，氨原子與碳原子在同一平面上，并且C-H鍵與C-C鍵夾角為120度;右邊邊緣的碳原子連 接了兩個氨原子，由于此時是SP3雜化，兩個氨原子與碳并不位于一個平面，而是分列于平 面上下。
[0005] 運種簡單的異質結構，不需要精確的滲雜，在實驗上比較容易控制，非常有希望真 正實現制備生產。之前對運種類型異質結的研究很少，Jing Zeng等人研究過此異質結的偏 壓影響的輸運性質，發現它有很好的自旋過濾和整流效應，但是從來沒有人研究過它的熱 激發自旋電子學效應，所W我們的研究就更加有意義。
[0006] 因此，現有工藝方法落后，需要改進。
【發明內容】
[0007]本發明的技術方案如下:一種熱致龐磁阻效應的制備工藝，包括W下步驟：
[000引第一步：構建石墨締納米帶異質結：我們考慮運樣一種異質結構，即由ZGNR-H和 ZGNR-此組成的異質結，其主體為寬度為8-ZGNR的納米帶，左邊邊緣的碳原子只連接了一個 氨原子，右邊邊緣的碳原子連接了兩個氨原子；
[0009] 第二步：在異質結左右電極施加溫差：在上述異質結左右電極上給定不同的初始 溫度，分別為化和Tr，并且始終保證左電極溫度化大于右電極溫度Tr，其溫差為ΔΤ，即：ΔΤ = Tl-Tr;
[0010] 第Ξ步：設置兩種磁場狀態：一種是MS態，即有外加磁場時的狀態，另一種態是GS 態，即沒有任何外加磁場的狀態；
[0011] 第四步：測量在MS和GS兩種狀態下異質結的電流和磁阻：測量并畫出總電流隨化 的變化曲線、熱致磁阻隨化的變化曲線和熱致磁阻隨A T的變化曲線；
[0012] 第五步:通過對第四步中數據的分析和比較，獲得具有明顯熱致龐磁阻效應的異 質結。
【附圖說明】
[OOU]圖堪于ZGNR-H/ZGNR-出異質結納米帶的熱激發自旋電子學器件示意圖；
[0014] 圖2(a)MS和GS兩種狀態下，總電流隨化的變化曲線；（b)熱致磁阻隨化的變化曲線； (C)熱致磁阻隨ΔΤ的變化曲線.圖(b)中的插圖表示的是GS狀態下，異質結的輸運譜；
[0015] 圖3本發明工藝流程圖。
【具體實施方式】
[0016] 為了便于理解本發明，下面結合附圖和具體實施例，對本發明進行更詳細的說明。 本說明書及其附圖中給出了本發明的較佳的實施例，但是，本發明可許多不同的形式 來實現，并不限于本說明書所描述的實施例。相反地，提供運些實施例的目的是使對本發明 的公開內容的理解更加透徹全面。
[0017] 需要說明的是，當某一元件固定于另一個元件，包括將該元件直接固定于該另一 個元件，或者將該元件通過至少一個居中的其它元件固定于該另一個元件。當一個元件連 接另一個元件，包括將該元件直接連接到該另一個元件，或者將該元件通過至少一個居中 的其它元件連接到該另一個元件。
[0018] -種熱致龐磁阻效應的制備工藝，包括W下步驟：
[0019] 第一步：構建石墨締納米帶異質結：我們考慮運樣一種異質結構，即由ZGNR-H和 ZGNR-此組成的異質結，其主體為寬度為8-ZGNR的納米帶，左邊邊緣的碳原子只連接了一個 氨原子，右邊邊緣的碳原子連接了兩個氨原子；
[0020] 第二步：在異質結左右電極施加溫差：在上述異質結左右電極上給定不同的初始 溫度，分別為化和Tr，并且始終保證左電極溫度化大于右電極溫度Tr，其溫差為ΔΤ，即：ΔΤ = Tl-Tr;
[0021] 第Ξ步：設置兩種磁場狀態：一種是MS態，即有外加磁場時的狀態，另一種態是GS 態，即沒有任何外加磁場的狀態；
[0022] 第四步：測量在MS和GS兩種狀態下異質結的電流和磁阻：測量并畫出總電流隨化 的變化曲線、熱致磁阻隨化的變化曲線和熱致磁阻隨A Τ的變化曲線；
[0023] 第五步:通過對第四步中數據的分析和比較，獲得具有明顯熱致龐磁阻效應的異 質結。
[0024] 我們的計算是基于第一性原理的方法