專(zhuān)利名稱(chēng)：：自旋微波振蕩器和自旋微波檢測(cè)器的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
：本發(fā)明涉及微波振蕩器和微波檢測(cè)器領(lǐng)域，具體的說(shuō)涉及基于閉合狀磁性多層膜和含金屬芯的閉合狀磁性多層膜的自旋微波振蕩器和自旋微波檢測(cè)器。
背景技術(shù)：
：目前的市場(chǎng)上已經(jīng)有很多商用的微波振蕩器，但其都有一些不足之處。比如磁控管振蕩器是應(yīng)用比較早的，但是它體積過(guò)大、不易于集成、且頻率低、功耗大，不能很好的用于未來(lái)通訊；LC壓控振蕩器的頻率不高，幾乎達(dá)不到吉赫茲，而且調(diào)頻范圍比較窄，集成度低，品質(zhì)因素也低；晶體振蕩器是的輸出頻率一般不超過(guò)200MHz,雖然頻率穩(wěn)定性比較好，但是調(diào)頻比較困難。而在微波檢測(cè)器方面，目前同樣存在著一些缺點(diǎn)，比如體積過(guò)大，功耗較高，可以檢測(cè)的頻率過(guò)低，超高頻測(cè)量精度不高，對(duì)于高頻信號(hào)不能直接測(cè)量必須通過(guò)混頻把高頻信號(hào)降到低頻信號(hào)來(lái)測(cè)量等缺點(diǎn)。
發(fā)明內(nèi)容本發(fā)明的一個(gè)目的是克服上述現(xiàn)有微波振蕩器的缺點(diǎn)，從而提供一種具有高輸出頻率且高調(diào)頻能力的自旋微波振蕩器。本發(fā)明的另一個(gè)目的是克服上述現(xiàn)有微波檢測(cè)器的缺點(diǎn)，從而提供一種無(wú)需混頻而直接測(cè)量高頻信號(hào)的自旋微波檢測(cè)器。本發(fā)明的目的是通過(guò)以下技術(shù)方案實(shí)現(xiàn)的根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)方面，提供一種自旋微波振蕩器，包括閉合狀磁性多層膜，用于產(chǎn)生交變信號(hào)；直流偏置，其與所述閉合狀磁性多層膜相連接，用于提供閉合狀磁性多層膜工作所需的直流電流，并使所述交變信號(hào)通過(guò)；微波電路，其與所述直流偏置相連接，用于放大、過(guò)濾交變信號(hào)并發(fā)射微波信號(hào)；其中所述閉合狀磁性多層膜的橫截面為各處環(huán)寬相同的圓環(huán)狀、橢圓環(huán)狀或正多邊形環(huán)狀，橫截面積為0.0008至34兀0.39兀)iim2。根據(jù)本發(fā)明的另一個(gè)方面，提供一種自旋微波檢測(cè)器，包括閉合狀磁性多層膜，用于接收待測(cè)微波信號(hào)并產(chǎn)生直流輸出信號(hào)；直流偏置，與所述閉合狀磁性多層膜相連接，用以使所述待測(cè)微波信號(hào)和所述直流輸出信號(hào)通過(guò)；電壓測(cè)量元件，其與所述直流偏置相連接，用于檢測(cè)所述直流輸出信，微波輸入電路，其與所述直流偏置相連接，用于提供待測(cè)微波信號(hào)；其中所述閉合狀磁性多層膜的橫截面為各處環(huán)寬相同的圓環(huán)狀、橢圓環(huán)狀或正多邊形環(huán)狀，4黃截面積為0.0008至0.39兀pm2。在上述技術(shù)方案中，所述閉合狀磁性多層膜的橫截面呈橢圓環(huán)狀，橢圓內(nèi)環(huán)的短軸為20~400nm,內(nèi)環(huán)短軸與長(zhǎng)軸的比值為1:1~1:4，橢圓環(huán)寬為20300nm;在上述技術(shù)方案中，所述閉合狀磁性多層膜為無(wú)釘扎型單勢(shì)壘閉合狀磁性多層膜，其包括常規(guī)的各層一襯底及其上面的下部緩沖導(dǎo)電層，在所述下部緩沖導(dǎo)電層上依次沉積的硬磁層、中間層、軟磁層、覆蓋層及導(dǎo)電層；所述襯底的材料包括SrTi03、LaA103、Al203-TiC類(lèi)陶乾、A1203-WC類(lèi)陶瓷或Al2OrSiC類(lèi)陶瓷；所述中間層的材料包括A1N;在上述技術(shù)方案中，所述閉合狀磁性多層膜為無(wú)釘扎型雙勢(shì)壘閉合狀磁性多層膜，其包括常規(guī)的各層一襯底及其上的下部緩沖導(dǎo)電層，在所述的下部緩沖導(dǎo)電層上依次沉積的第一硬磁性層、第一中間層、自由軟磁層、第二中間層、第二硬磁性層、覆蓋層及導(dǎo)電層；所述襯底的材料包括SrTi03、LaA103、Al2OrTiC類(lèi)陶瓷、Al2OrWC類(lèi)陶瓷或Al2OrSiC類(lèi)陶瓷；所述中間層的材料包4舌A1N;在上述技術(shù)方案中，所述閉合狀磁性多層膜為釘扎型單勢(shì)壘閉合狀磁性多層膜，其包括常規(guī)的各層一村底及其上的下部緩沖導(dǎo)電層，在所述的下部緩沖導(dǎo)電層上依次沉積的反鐵磁釘扎層、被釘扎磁性層、中間層、自由軟磁層、覆蓋層及導(dǎo)電層；所述襯底的材料包括SrTi03、LaA103、Al2OrTiC類(lèi)陶瓷、Al2OrWC類(lèi)陶瓷或Al203-SiC類(lèi)陶瓷；所述中間層的材料包括A1N。在上述技術(shù)方案中，所述閉合狀磁性多層膜為釘扎型雙勢(shì)壘閉合狀磁7性多層膜，其包括常規(guī)的各層一襯底及其上的下部緩沖導(dǎo)電層，在所述的下部緩沖導(dǎo)電層上依次沉積的第一反鐵磁釘扎層、第一被釘扎磁性層、第一中間層、自由軟磁層、第二中間層、第二被釘扎磁性層、第二反鐵^茲釘扎層及覆蓋層及導(dǎo)電層；所述襯底的材料包括SrTi03、LaA103、Al203-TiC類(lèi)陶瓷、A1203-WC類(lèi)陶瓷或Al203-SiC類(lèi)陶資；所述中間層的材料包括A1N。根據(jù)本發(fā)明的又一個(gè)方面，提供一種自旋微波振蕩器，包括含金屬芯的閉合狀磁性多層膜，用于產(chǎn)生交變信號(hào)；直流偏置，其與所述含金屬芯的閉合狀磁性多層膜相連接，用于提供含金屬芯的閉合狀磁性多層膜工作所需的直流電流，并使所述交變信號(hào)通過(guò)；微波電路，其與所述直流偏置相連接，用于放大、過(guò)濾交變信號(hào)并發(fā)射微波信號(hào)；外加電路，其與所述金屬芯相連接，用于提供直流電流；其中所述含金屬芯的閉合狀磁性多層膜的橫截面為各處環(huán)寬相同的圓環(huán)狀、橢圓環(huán)狀或正多邊形環(huán)狀，橫截面積為0.0016至0.39邵m2。根據(jù)本發(fā)明的再一個(gè)方面，提供一種自旋微波檢測(cè)器，包括含金屬芯的閉合狀磁性多層膜，用于接收待測(cè)微波信號(hào)并產(chǎn)生直流輸出信號(hào)；直流偏置，與所述含金屬芯的閉合狀磁性多層膜相連接，用以使所述待測(cè)微波信號(hào)和所述直流輸出信號(hào)通過(guò)；電壓測(cè)量元件，其與所述直流偏置相連接，用于檢測(cè)所述直流輸出信微波輸入電路，其與所述直流偏置相連接，用于提供待測(cè)微波信號(hào)；外加電路，其與所述金屬芯相連接，用于提供直流電流；其中所述含金屬芯的閉合狀磁性多層膜的橫截面為各處環(huán)寬相同的圓環(huán)狀、橢圓環(huán)狀或正多邊形環(huán)狀，橫截面積為0.0016至0.39兀pm2。在上述技術(shù)方案中，所述含金屬芯的閉合狀磁性多層膜的橫截面呈橢圓環(huán)狀，橢圓內(nèi)環(huán)的短軸為60400nrn,內(nèi)環(huán)的短軸與長(zhǎng)軸的比值為1:1~1:4,橢圓環(huán)寬為20-300nm;所述金屬芯的橫截面為橢圓形，橢圓形的短軸為20-200nm，其形狀與橢圓內(nèi)環(huán)形狀相同。在上述技術(shù)方案中，所述含金屬芯的閉合狀磁性多層膜為含金屬芯的無(wú)釘扎型單勢(shì)壘閉合狀磁性多層膜，其包括常規(guī)的各層一襯底及其上面的下部緩沖導(dǎo)電層，在所述下部緩沖導(dǎo)電層上依次沉積的硬磁層、中間層、軟磁層、覆蓋層及導(dǎo)電層；所述襯底的材料包括SrTi03、LaA103、Al203-TiC類(lèi)陶瓷、A1203-WC類(lèi)陶瓷或Al2OrSiC類(lèi)陶乾；所述中間層的材料包括A1N;所述金屬芯的材料包括Ru。在上述技術(shù)方案中，所述含金屬芯的閉合狀磁性多層膜為含金屬芯的無(wú)釘扎型雙勢(shì)壘閉合狀磁性多層膜，其包括常規(guī)的各層一襯底及其上的下部緩沖導(dǎo)電層，在所述的下部緩沖導(dǎo)電層上依次沉積的第一硬磁性層、第一中間層、自由軟磁層、第二中間層、第二硬磁性層、覆蓋層及導(dǎo)電層；所述襯底的材料包4舌SrTi03、LaA103、Al2OrTiC類(lèi)陶瓷、Al2OrWC類(lèi)陶瓷或Al2(VSiC類(lèi)陶瓷；所述中間層的材料包括A1N;所述金屬芯的材料包括Ru。在上述技術(shù)方案中，所述含金屬芯的閉合狀磁性多層膜為含金屬芯的釘扎型單勢(shì)壘閉合狀磁性多層膜，其包括常規(guī)的各層一襯底及其上的下部緩沖導(dǎo)電層，在所述的下部緩沖導(dǎo)電層上依次沉積的反鐵磁釘扎層、被釘扎磁性層、中間層、自由軟磁層、覆蓋層及導(dǎo)電層；所述村底的材料包括SrTi03、LaA103、Al2OrTiC類(lèi)陶瓷、A1203-WC類(lèi)陶資或Al2OrSiC類(lèi)陶瓷；所述中間層的材料包括A1N;所述金屬芯的材料包括Ru。在上述技術(shù)方案中，所述含金屬芯的閉合狀磁性多層膜為含金屬芯的釘扎型雙勢(shì)壘閉合狀磁性多層膜，其包括常規(guī)的各層一襯底及其上的下部緩沖導(dǎo)電層，在所述的下部緩沖導(dǎo)電層上依次沉積的第一反鐵磁釘扎層、第一被釘扎^茲性層、第一中間層、自由軟》茲層、第二中間層、第二被釘扎磁性層、第二反鐵磁釘扎層及覆蓋層及導(dǎo)電層；所述襯底的材料包括SrTi03、LaA103、Al2(VTiC類(lèi)陶瓷、Al2OrWC類(lèi)陶資或Al203-SiC類(lèi)陶乾；所述中間層的材料包括A1N;所述金屬芯的材料包括Ru。根據(jù)本發(fā)明的又一個(gè)方面，振蕩器或檢測(cè)器還包括外加磁場(chǎng)，所述外加磁場(chǎng)的磁感應(yīng)線(xiàn)通過(guò)磁性多層膜的各層。和現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明的^b皮振蕩器具有小型化(振蕩單元達(dá)到幾十到幾百納米量級(jí))、高集成度、低功耗、高工作頻率(可以達(dá)到GHz到幾十GHz)、高品質(zhì)因素等特點(diǎn)，并且具有抗輻射性、較高頻率可控可調(diào)諧性、能穩(wěn)定工作于室溫環(huán)境的優(yōu)點(diǎn)。本發(fā)明的微波檢測(cè)器同樣具有小9型化(檢測(cè)單元達(dá)到幾十到幾百納米量級(jí))、高集成度、低功耗、抗輻射性、可較精確靈敏檢測(cè)微波信號(hào)特別是超高頻微波信號(hào)的優(yōu)點(diǎn)，尤其可以在不需要復(fù)雜的混頻器等器件的條件下直接測(cè)量超高頻微波信號(hào)，大大簡(jiǎn)化了器件結(jié)構(gòu)及工藝，進(jìn)一步提高了抗輻射性。以下，結(jié)合附圖來(lái)詳細(xì)說(shuō)明本發(fā)明的實(shí)施例，其中圖l-la和圖l-lb分別是無(wú)釘扎型單勢(shì)壘磁性多層膜的圓環(huán)狀及橢圓環(huán)狀結(jié)構(gòu)的頂視圖1-2是根據(jù)本發(fā)明的基于無(wú)釘扎型單勢(shì)壘圓環(huán)狀磁性多層膜結(jié)構(gòu)的自旋微波振蕩器的示意圖。其中l(wèi)-緩沖導(dǎo)電層；2-硬磁層；3-中間層；4-軟磁層；5-覆蓋層；6-導(dǎo)電層；其余部分均為絕緣介質(zhì)所填埋；圖2-la和圖2-lb分別是含金屬芯的無(wú)釘扎型單勢(shì)壘圓環(huán)磁性多層膜圓環(huán)狀及橢圓環(huán)狀結(jié)構(gòu)的頂;純圖2-2是根據(jù)本發(fā)明的基于含金屬芯的無(wú)釘扎型單勢(shì)壘圓環(huán)狀磁性多層膜結(jié)構(gòu)的自旋微波振蕩器的示意圖。其中l(wèi)-緩沖導(dǎo)電層；2-硬磁層；3-中間層；4-軟磁層；5-覆蓋層；6-導(dǎo)電層；7-金屬芯；其余部分均為絕緣介質(zhì)所填埋；圖3是根據(jù)本發(fā)明的基于釘扎型單勢(shì)壘圓環(huán)狀的磁性多層膜結(jié)構(gòu)的自旋微波振蕩器的示意圖。其中l(wèi)-緩沖導(dǎo)電層；2-反鐵磁釘扎層；3-被釘扎磁性層；4-中間層；5-自由軟磁層；6-覆蓋層；7-導(dǎo)電層；其余部分均為絕緣介質(zhì)所填埋；圖4是根據(jù)本發(fā)明的基于含金屬芯的釘扎型單勢(shì)壘圓環(huán)狀磁性多層膜結(jié)構(gòu)的自旋微波振蕩器的示意圖。其中l(wèi)-緩沖導(dǎo)電層；2-反鐵磁釘扎層；3-被釘扎磁性層；4-中間層；5-自由軟磁層；6-覆蓋層；7-導(dǎo)電層；8-金屬芯；其余部分均為絕緣介質(zhì)所填埋；圖5是根據(jù)本發(fā)明的基于無(wú)釘扎型雙勢(shì)壘圓環(huán)狀的磁性多層膜結(jié)構(gòu)的自旋微波振蕩器的示意圖。其中l(wèi)-緩沖導(dǎo)電層；2-第一硬磁層；3-第一中間層；4-自由軟磁層；5-第二中間層；6-第二硬磁層；7-覆蓋層；8-導(dǎo)電層；其余部分均為絕緣介質(zhì)所填埋；圖6是根據(jù)本發(fā)明的基于釘扎型雙勢(shì)壘圓環(huán)狀的磁性多層膜結(jié)構(gòu)的自旋微波振蕩器的示意圖。其中l(wèi)-緩沖導(dǎo)電層；2-第一反鐵磁釘扎層；3-第一被釘扎磁性層；4-第一中間層；5-自由軟磁層；6-第二中間層；7-第二被釘扎磁性層；8-第二反鐵磁釘扎層；9-覆蓋層；lO-導(dǎo)電層；其余部分均為絕緣介質(zhì)所填埋；圖7是根據(jù)本發(fā)明的基于釘扎型單勢(shì)壘圓環(huán)狀的磁性多層膜結(jié)構(gòu)的自旋微波檢測(cè)器的示意圖。其中l(wèi)-緩沖導(dǎo)電層；2-反鐵磁釘扎層；3-被釘扎磁性層；4-中間層；5-自由軟磁層；6-覆蓋層；7-導(dǎo)電層；其余部分均為絕緣介質(zhì)所填埋。具體實(shí)施例方式由于本發(fā)明的自旋微波振蕩器和自旋微波檢測(cè)器均具有磁性多層膜，而在先專(zhuān)利申請(qǐng)CN101000821、CN101000822中對(duì)磁性多層膜各層的材料、厚度已做過(guò)詳盡描述，因此CN101000821、CN101000822在此全文引入作為本申請(qǐng)的一部分。另外需要說(shuō)明的是，本申請(qǐng)中的"閉合狀磁性多層膜"包括無(wú)釘扎型單勢(shì)壘閉合狀磁性多層膜、無(wú)釘扎型雙勢(shì)壘閉合狀磁性多層膜、釘扎型單勢(shì)壘閉合狀磁性多層膜和釘扎型雙勢(shì)壘閉合狀磁性多層膜。眾所周知，巨》茲電阻歲丈應(yīng)(GiantMagnetoResistance,GMR)和》茲性隧道結(jié)一直是科研人員的研究熱點(diǎn)，隨著科學(xué)技術(shù)的不斷提高，在1996年，Slonczewski[J.Magn,Magn.Mater.159,LI—-L7(1996)]和Berger[Phys.Rev.B54，9353—9358(1996)]等人曾經(jīng)預(yù)言了一種存在于多層納米磁性結(jié)構(gòu)中的新的物理機(jī)制一自旋轉(zhuǎn)移力矩(SpintransferTorque,STT)效應(yīng)(或稱(chēng)為自旋角動(dòng)量轉(zhuǎn)移效應(yīng))，該物理機(jī)制可以利用自旋極化電流自身實(shí)現(xiàn)對(duì)單元磁化狀態(tài)的操控。隨后，Kiselev[Nature425,380—383(2003)]和Rippard等人[Phys.Rev.Lett.92，027201(2004)]在其各自所使用的磁性多層膜結(jié)構(gòu)得到了微波振蕩的結(jié)果，進(jìn)而開(kāi)辟了納米磁性多層結(jié)構(gòu)在射頻微波源、磁記錄、可編程邏輯器件等方面的應(yīng)用前景。本發(fā)明正是基于上述STT物理機(jī)制以及磁性多層膜結(jié)構(gòu)提出一種自旋微波振蕩器和一種自旋微波檢測(cè)器。:圖1-2為基于無(wú)釘扎型單勢(shì)壘圓環(huán)狀磁性多層膜結(jié)構(gòu)的自旋微波振蕩器的示意圖。從圖l-2中可以看出，該自旋微波振蕩器包括無(wú)釘扎型單勢(shì)li壘圓環(huán)狀磁性多層膜(如圖l-la),直流偏置(biasT)以及微波電路。其中直流偏置包括一個(gè)電容和一個(gè)電感，用于提供無(wú)釘扎型單勢(shì)壘圓環(huán)狀磁性多層膜工作所需的直流電流，并使所述交變信號(hào)通過(guò)；微波電路包括放大電路、濾波電路及微波天線(xiàn)(未示出)等用于放大、過(guò)濾交變信號(hào)并發(fā)射微波信號(hào)。我們利用高真空;茲控濺射設(shè)備在一定生長(zhǎng)條件下，在經(jīng)過(guò)常規(guī)方法清洗的lmm厚的SrTi03襯底上依次沉積厚度為50nm的下部緩沖導(dǎo)電層Au，厚度為20nm的硬磁層(HFM)Co，厚度為5nm的中間層(II)AIN,厚度為5nm的軟磁層(SFM)Ni^Fe^和厚度為4nm的覆蓋層Ru。其中在沉積硬y磁層和軟》茲層時(shí)，施加50Oe平面誘導(dǎo)磁場(chǎng)。然后采用現(xiàn)有技術(shù)中的微加工技術(shù)，將沉積好的磁性多層膜制成圓環(huán)狀幾何結(jié)構(gòu)，環(huán)的內(nèi)徑為20nm，環(huán)寬為20nm，環(huán)的外徑為60nm，4黃截面積為0.0008兀^im2。隨后在此刻蝕成形的環(huán)狀石茲性多層膜上沉積一層80nm厚的Si02絕緣層，將環(huán)狀多層膜進(jìn)行掩埋，采用微加工技術(shù)進(jìn)行刻蝕，使得絕緣層下掩埋的環(huán)狀磁性多層膜暴露。最后沉積一層厚度為100nm的導(dǎo)電層Au,再利用微加工方法制作電極，這樣即得到無(wú)釘扎型單勢(shì)壘圓環(huán)狀磁性多層膜，然后再連接導(dǎo)線(xiàn)到外接微波電路制成自旋微波振蕩器。對(duì)該振蕩器進(jìn)行測(cè)試，會(huì)發(fā)現(xiàn)當(dāng)驅(qū)動(dòng)電流從2.0毫安調(diào)節(jié)到7.6毫安時(shí)，能夠獲得大約5GHz到16GHz的高頻信號(hào)。這說(shuō)明本發(fā)明的振蕩器能夠以較小范圍的驅(qū)動(dòng)電流就可以得到較高頻率的微波發(fā)射，從而實(shí)現(xiàn)低功耗高頻的目的。同樣，在具有橫截面積為0.0008至0.39ttlim2之間且環(huán)寬相等的無(wú)釘扎型單勢(shì)壘圓環(huán)狀磁性多層膜的其他實(shí)施例中也可以得到GHz到幾十GHz的高頻信號(hào)。值得一提的是在本專(zhuān)利中的閉合狀磁性多層膜其磁性單元中，每一層鐵磁性薄膜的磁矩或磁通量完全可以自發(fā)形成順時(shí)針或逆時(shí)針的閉合狀態(tài)、或洋蔥狀亦即孿生狀(OnionStateMagnetizationortwinsdomainstructures)的閉合狀態(tài)、或可以使上下磁性層的磁矩形成垂直于膜面并平行于環(huán)狀軸線(xiàn)的垂直各向異性排列狀態(tài)、還或者在上下磁性層中，任一層的磁矩平行于膜面，另一層的磁矩垂直于膜面而使上下磁性層的磁矩之間形成穩(wěn)定的90度或接近于90度的排列狀態(tài)。上述磁性層磁矩的排布方式和上下磁性層磁矩間的夾角，均有利于產(chǎn)生較高的微波頻率和較大的調(diào)頻范圍。具體的說(shuō)，該自旋微波振蕩器的工作原理是直流偏置向圓環(huán)狀磁性多層膜提供直流電流，當(dāng)毫安級(jí)的電流垂直膜面通過(guò)器件時(shí)，磁化方向固定的硬磁層的傳導(dǎo)電子或界面的反射電子會(huì)產(chǎn)生才及化電流，該極化電流把自旋轉(zhuǎn)移給薄的軟磁層，結(jié)果使自由軟磁層的磁矩產(chǎn)生進(jìn)動(dòng)，使相對(duì)于下面硬磁層的-茲化方向所形成的夾角不斷變化，進(jìn)而#4居^茲致電阻效應(yīng)產(chǎn)生時(shí)變的電阻，并產(chǎn)生時(shí)變電壓，形成交變信號(hào)，該交變信號(hào)通過(guò)直流偏置后，經(jīng)過(guò)放大器電路進(jìn)行信號(hào)放大，然后經(jīng)過(guò)一定的濾波電路再通過(guò)天線(xiàn)向外發(fā)射微波信號(hào)。根據(jù)實(shí)驗(yàn)證明在小于磁性反轉(zhuǎn)閾值電流的前提下，振蕩器的微波頻率和功率是依賴(lài)于直流電流密度大小的，所以本發(fā)明的這種直接用直流電流驅(qū)動(dòng)的機(jī)制本身能起到調(diào)頻作用。為了達(dá)到更好、更大范圍的調(diào)諧微波的目的，可選的，上述自旋微波器還包括外加磁場(chǎng)，該外加磁場(chǎng)的磁感應(yīng)線(xiàn)應(yīng)通過(guò)閉合狀磁性多層膜的各層。在實(shí)驗(yàn)方面，如果對(duì)本實(shí)施例的磁性多層膜施加從O到10kOe的外加磁場(chǎng)，而且對(duì)于每一給定的外加磁場(chǎng)值，對(duì)外加靜磁場(chǎng)方向與磁性層法線(xiàn)的夾角進(jìn)行從0度到90度的改變，這樣，在外加靜磁場(chǎng)的調(diào)節(jié)下，微波振蕩器的頻率可以由原來(lái)的5GHz到16GHz的頻率范圍增加到大約5GHz到38GHz的更寬頻的范圍，頻譜寬度可以達(dá)到10MHz，品質(zhì)因數(shù)可以達(dá)到1000以上。因此，采用這種在自由-茲性層面內(nèi)或面外與磁性層法線(xiàn)成任意角度的外加磁場(chǎng)，在改變電流密度大小的基礎(chǔ)上結(jié)合改變靜磁場(chǎng)的大小和方向來(lái)一同調(diào)節(jié)產(chǎn)生微波的頻率和功率，能夠?qū)崿F(xiàn)對(duì)振蕩器更方便、更精確、更大波段范圍和功率范圍的調(diào)頻。因此，外加》茲場(chǎng)可以與任意下述的自旋微波振蕩器或檢測(cè)器實(shí)施例組合使用。對(duì)于本領(lǐng)域的技術(shù)人員來(lái)說(shuō)應(yīng)該理解，本發(fā)明采用的圓環(huán)狀磁性多層膜和直流偏置^f又為示例性的，其他-f黃截面積在0.0008至0.39TTjim2之間且環(huán)寬相同(內(nèi)環(huán)和外環(huán)之間的距離處處相等)的圓環(huán)狀、橢圓環(huán)狀、矩形環(huán)狀、正六邊形環(huán)狀、正八邊形環(huán)狀、正十二邊形環(huán)狀等正多邊形環(huán)狀的磁性多層膜以及滿(mǎn)足上述功能的其他直流偏置均可以在本實(shí)施例以及下述的不含金屬芯的實(shí)施例中使用。另外，除了在先申請(qǐng)中所公開(kāi)的無(wú)釘扎型單勢(shì)壘磁性多層膜各層的材料外，本發(fā)明的襯底還包括具有優(yōu)良熱傳導(dǎo)性、高強(qiáng)度、高韌性，且適于精密加工的SrTi03、LaA103、Al20rTiC類(lèi)陶瓷、Al2OrWC類(lèi)陶瓷或Al2OrSiC類(lèi)陶瓷，以及SrTi03、LaA103,因?yàn)楫?dāng)制備以鈣鈦礦結(jié)構(gòu)磁性材料作為磁性層的時(shí)候，這種襯底能很好的與磁性層晶格匹配，有利于磁性層形成優(yōu)良的晶格結(jié)構(gòu)；其中中間層的材料還包括A1N。類(lèi)似的，在以下所有實(shí)施例中均可以采用上述材料。[實(shí)施例2~4]:將實(shí)施例2~4各自的閉合狀磁性多層膜按照實(shí)施例1的方法得到自旋微波振蕩器，其工作原理同實(shí)施例1中所述。實(shí)施例24所采用的閉合狀磁性多層膜列于表1中。表1實(shí)施例2-4中所采用的閉合狀磁性多層膜實(shí)施例<table>tableseeoriginaldocumentpage14</column></row><table>圖2-2為基于含金屬芯的無(wú)釘扎型單勢(shì)壘圓環(huán)狀磁性多層膜結(jié)構(gòu)的自旋微波振蕩器的示意圖。該自旋微波振蕩器包括含金屬芯的無(wú)釘扎型單勢(shì)壘圓環(huán)狀磁性多層膜，直流偏置，外加電路dc2以及微波電路，其中金屬芯位于圓環(huán)狀^茲性多層膜的幾何中心位置(如圖2-la)。應(yīng)注意的是，其橫截面的形狀與磁性多層膜的形狀相匹配，即若磁性多層膜圖型化后的形狀為橢圓環(huán)狀則金屬芯亦為橢圓形(如圖2-lb)我們利用高真空;茲控濺射設(shè)備在一定的生長(zhǎng)條件下，在經(jīng)過(guò)常規(guī)方法清洗的lmm厚的LaA103村底上依次沉積厚度為30nm的下部緩沖導(dǎo)電層Ru,厚度為3nm的硬磁層(HFM)Co，厚度為lnm的中間層(Il)Cu，厚度為lnm的軟磁層(SFM)Co和厚度為4nm的覆蓋層Ru。其中在沉積硬磁層和軟磁層時(shí)，要加上誘導(dǎo)磁場(chǎng)50Oe。然后采用現(xiàn)有技術(shù)中的微加工技術(shù)，將沉積好的磁性多層膜制成圓環(huán)狀幾何結(jié)構(gòu)，環(huán)的內(nèi)徑為60nm,環(huán)的寬度為20nm，外徑為100nm，橫截面積為0.0016叩m2。隨后在此刻蝕成形的圓環(huán)狀磁性多層膜上，沉積一層80nm厚的Si02絕緣層，將圓環(huán)狀多層膜進(jìn)行掩埋。采用微加工技術(shù)對(duì)Si02絕緣層進(jìn)行刻蝕，形成直徑20nm的柱狀孔洞，之后利用聚焦離子束輔助沉積方法在孔洞位置沉積金屬材料Ru,形成一個(gè)直徑為20nm的Ru金屬芯。然后采用微加工技術(shù)再進(jìn)行刻蝕，使得絕緣層下掩埋的圓環(huán)狀;茲性多層膜暴露。最后沉積一層厚度為80nm的導(dǎo)電層Au,用微加工工藝加工出電極，這樣即得到無(wú)釘扎型單勢(shì)壘圓環(huán)狀磁性多層膜，然后再連接導(dǎo)線(xiàn)到外接微波電路制成自旋微波振蕩器。14從實(shí)驗(yàn)結(jié)果來(lái)看，通過(guò)調(diào)節(jié)金屬芯中的直流產(chǎn)生的環(huán)狀磁場(chǎng)，該振蕩器能夠得到0.2GHz—30GHz的輸出頻率，在外加靜磁場(chǎng)的情況下，還能獲得頻率為0.2GHz—42GHz的更大范圍，其頻謙寬度達(dá)到10MHz,品質(zhì)因數(shù)可以達(dá)到1000以上。類(lèi)似的，在對(duì)具有橫截面積在0.0016至0.3971jim2之間的閉合狀^茲性多層膜的振蕩器進(jìn)行測(cè)試時(shí)，同樣得到大約0.2GHz—30GHz輸出頻率。從原理上來(lái)講，如果通過(guò)改變誘導(dǎo);茲場(chǎng)在生長(zhǎng)和微加工步驟中的順序或環(huán)寬，可以使上下磁性層磁矩同時(shí)垂直于膜面，或者一層的^茲矩平行于膜面，而另一層的磁矩垂直于膜面，進(jìn)而使上下磁性層的磁矩之間形成穩(wěn)定的90度或接近于90度的排列。針對(duì)上面這兩類(lèi)情況，含金屬芯的閉合狀磁性多層膜結(jié)構(gòu)能產(chǎn)生垂直或平行于自由磁性層磁矩的磁場(chǎng)，進(jìn)而多角度的對(duì)微波產(chǎn)生進(jìn)行調(diào)控。另外，這種含金屬芯的結(jié)構(gòu)可以不用在器件之外另加靜磁場(chǎng)(在常規(guī)靜磁場(chǎng)下，每個(gè)振蕩單元所受到的磁場(chǎng)大小和方向是幾乎相同的)而直接利用電路對(duì)每個(gè)振蕩單元產(chǎn)生的磁場(chǎng)進(jìn)行控制，進(jìn)而能更自由、更方便的對(duì)整個(gè)振蕩器甚至對(duì)每個(gè)單元進(jìn)行控制。此外，由金屬芯產(chǎn)生的這種環(huán)狀外加磁場(chǎng)還容易使磁性多層膜產(chǎn)生vortex態(tài)，這也使得該發(fā)明的振蕩器的頻率范圍得到進(jìn)一步擴(kuò)大，為將來(lái)的更廣泛的應(yīng)用提供了條件。對(duì)于本領(lǐng)域的技術(shù)人員來(lái)說(shuō)應(yīng)該理解，本發(fā)明采用的圓環(huán)狀磁性多層膜僅為示例性的，其他橫截面積在0.0016至0.397Tpm2之間且環(huán)寬相同(內(nèi)環(huán)和外環(huán)之間的距離處處相等)的橢圓環(huán)狀、矩形環(huán)狀、三角形環(huán)狀、五邊形環(huán)狀等具有閉合狀環(huán)形的磁性多層膜均可以在本實(shí)施例以及下述的含金屬芯的實(shí)施例中使用。在本實(shí)施例以及包含金屬芯的實(shí)施例中，所述金屬芯的材料還包括Ru。:將實(shí)施例6~8各自的閉合狀磁性多層膜按照實(shí)施例5的方法得到自旋微波振蕩器，其工作原理同實(shí)施例5中所述。實(shí)施例68所采用的閉合狀磁性多層膜列于表2中。表2實(shí)施例6~8所采用的閉合狀磁性多層膜實(shí)施例參考圖號(hào)閉合狀磁性多層膜<table>tableseeoriginaldocumentpage16</column></row><table>:圖7為基于釘扎型單勢(shì)壘橢圓環(huán)狀的磁性多層膜結(jié)構(gòu)的自旋微波檢測(cè)器的示意圖。該自旋微波檢測(cè)器包括釘扎型單勢(shì)壘橢圓環(huán)狀磁性多層膜，用于接收待測(cè)微波信號(hào)并產(chǎn)生直流輸出信號(hào)；直流偏置，與所述釘扎型單勢(shì)壘橢圓環(huán)狀磁性多層膜相連接，用以使所述待測(cè)微波信號(hào)和所述直流輸出信號(hào)通過(guò)，所述直流偏置包括電感和電容；電壓測(cè)量元件，其與所迷直流偏置電感端相連接，用于檢測(cè)所述直流輸出信號(hào)；微波輸入電路，其與所述直流偏置電容端相連接，用于提供待測(cè)微波信號(hào)。我們利用高真空f(shuō)茲控濺射設(shè)備在一定生長(zhǎng)條件下，在經(jīng)過(guò)常規(guī)方法清洗的0.5mm厚的Si/SK)2襯底上依次沉積厚度為50nm的下部緩沖導(dǎo)電層Ta，厚度為10nm的反鐵磁釘扎層(AFM)IrMn，厚度為5nm的被釘扎磁性層(FM1)CoFeB;然后沉積lnm的MgO絕緣層作為中間層(I2);在該中間層上依次沉積厚度為5nm的自由軟磁層(FM2)CoFeB和厚度為5nm的覆蓋層Ta。其中在沉積硬磁層和軟磁層時(shí)，施加1500e的平面誘導(dǎo)磁場(chǎng)。然后采用現(xiàn)有技術(shù)中的微加工技術(shù)，將沉積好的磁性多層膜制成橢圓環(huán)狀幾何結(jié)構(gòu)，橢圓環(huán)的內(nèi)環(huán)短軸為400nm，內(nèi)環(huán)長(zhǎng)軸為1.6^m,環(huán)寬為300nm,橢圓環(huán)的外環(huán)短軸為ljim,外環(huán)長(zhǎng)軸為2.2|um，橢圓環(huán)的橫截面積為0.39兀iLim2。然后在此刻蝕成形的環(huán)狀;茲性多層膜上經(jīng)過(guò)實(shí)施例1相同的方法沉積一層厚度為100nm的導(dǎo)電層Cu，再利用微加工方法制作電極，這樣即得到釘扎型單勢(shì)壘橢圓環(huán)狀磁性多層膜結(jié)構(gòu)，然后再連接到可以同時(shí)通過(guò)待測(cè)微波信號(hào)及直流輸出信號(hào)的BiasT，并連接電壓測(cè)量元件及微波輸入電路形成自旋微波檢測(cè)器。該自旋微波檢測(cè)器的工作原理是微波輸入電路通過(guò)BiasT向閉合狀磁性多層膜提供待測(cè)微波信號(hào)，該射頻電流垂直膜面通過(guò)閉合狀磁性多層膜，基于自旋轉(zhuǎn)矩效應(yīng)，當(dāng)射頻電流的頻率和自由磁性層磁矩進(jìn)動(dòng)頻率相同時(shí)(即達(dá)到共振頻率)，輸入的射頻電流和變化的磁致電阻共同作用會(huì)輸出一個(gè)直流電壓，該直流電壓通過(guò)BiasT后可凈皮電壓測(cè)量元件4企測(cè)到，此時(shí)輸出的直流電壓時(shí)的交流電流的頻率就是待測(cè)的微波頻率。本發(fā)明的自旋微波檢測(cè)器可以直接檢測(cè)所輸入的超高頻微波，從而克服了需要外加一些額外電路(包括混頻器和本征頻率產(chǎn)生器等)將超高頻降頻然后才能檢測(cè)的缺點(diǎn)。這樣可以筒化檢測(cè)器的結(jié)構(gòu)和制造工藝，而且這個(gè)共振頻率可以通過(guò)外加磁場(chǎng)進(jìn)行調(diào)節(jié)，這樣就可以不需要做硬件上的改變很方便的改變器件的工作頻段和性能。:將實(shí)施例1012各自的閉合狀磁性多層膜按照實(shí)施例9的方法得到自旋微波振蕩器，其工作原理同實(shí)施例9中所述。實(shí)施例1012所采用的閉合狀磁性多層膜列于表3中。表3實(shí)施例10-12所采用的閉合狀磁性多層膜<table>tableseeoriginaldocumentpage17</column></row><table>:本實(shí)施例為基于含金屬芯的釘扎型單勢(shì)壘橢圓環(huán)狀的磁性多層膜結(jié)構(gòu)的自旋微波檢測(cè)器。該自旋微波檢測(cè)器包括含金屬芯的釘扎型單勢(shì)壘橢圓環(huán)狀磁性多層膜，直流偏置，電壓測(cè)量元件，微波輸入電路和外加電路。與實(shí)施例9相比，該自旋微波檢測(cè)器的釘扎型單勢(shì)壘橢圓環(huán)狀磁性多層膜中多了一個(gè)金屬芯，因此需要多加入一個(gè)外加電路，使其與所述金屬芯相連接，用于提供直流電流，其他部件及其連接方式均不發(fā)生改變。如實(shí)施例5中對(duì)含金屬芯的閉合狀磁性多層膜作用的描述，該自旋微波檢測(cè)器同樣使微波的調(diào)諧能力增強(qiáng)。:將實(shí)施例14~16各自的閉合狀磁性多層膜按照實(shí)施例13的方法得到自旋微波振蕩器，其工作原理同實(shí)施例13的自旋微波檢測(cè)器。實(shí)施例14-16所采用的閉合狀^f茲性多層膜列于表4中。表4實(shí)施例1416所采用的閉合狀,茲性多層膜實(shí)施例閉合狀磁性多層膜14含金屬芯的無(wú)釘扎型單勢(shì)壘橢圓環(huán)狀的磁性多層膜15含金屬芯的無(wú)釘扎型雙勢(shì)壘橢圓環(huán)狀的磁性多層膜16含金屬芯的釘扎型雙勢(shì)壘橢圓環(huán)狀的磁性多層膜總的來(lái)說(shuō)，本發(fā)明提供了基于STT機(jī)制以及閉合狀磁性多層膜(包括含有金屬芯的)的力旋微波振蕩器和自旋微波檢測(cè)器。不同于以前微波振蕩器所采用的磁場(chǎng)和電荷的特性或者是宏觀的機(jī)械運(yùn)動(dòng)，本發(fā)明釆用直流電流控制微波的振蕩和輸出。這意味著不需要外磁場(chǎng)而直接使用直流電流來(lái)控制納米磁體中的電i茲運(yùn)動(dòng)的夢(mèng)想已經(jīng)實(shí)現(xiàn)，成為幾乎是無(wú)所不在的晶體振蕩器的一種替代方案。此外，由于自旋狀態(tài)能在高速狀態(tài)下進(jìn)行轉(zhuǎn)換，一個(gè)自旋振蕩器可以輕而易舉的產(chǎn)生吉赫茲級(jí)的極高頻率，這種頻率適用于3G通訊和無(wú)線(xiàn)網(wǎng)絡(luò)收發(fā)器，而且該新型振蕩器的寬度可以只有100nm，比一個(gè)晶體振蕩器要小數(shù)千倍，為實(shí)際應(yīng)用提供了有利條件。為了得到強(qiáng)的輸出信號(hào)，還可以把本發(fā)明的單元排成陣列，利用相鎖原理在微米尺度上的振蕩器陣列在室溫下實(shí)現(xiàn)微瓦數(shù)量級(jí)的輸出。由于閉合狀磁性多層膜結(jié)構(gòu)能提高磁性多層膜的性能，使其在保持磁性多層膜原有特征和性能的情況下，還具有無(wú)退磁場(chǎng)和最小磁各向異性的有點(diǎn)，給集成大規(guī)模應(yīng)用帶來(lái)了方便，并有利于器件工作性能的穩(wěn)定和性能的提高。盡管參照上述的實(shí)施例已對(duì)本發(fā)明作出具體描述，但是對(duì)于本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員來(lái)說(shuō)，應(yīng)該理解可以基于本發(fā)明公開(kāi)的內(nèi)容進(jìn)行修改或改進(jìn)，并且這些修改和改進(jìn)都在本發(fā)明的精神以及范圍之內(nèi)。18權(quán)利要求1.一種自旋微波振蕩器，包括閉合狀磁性多層膜，用于產(chǎn)生交變信號(hào)；直流偏置，其與所述閉合狀磁性多層膜相連接，用于提供閉合狀磁性多層膜工作所需的直流電流，并使所述交變信號(hào)通過(guò)；微波電路，其與所述直流偏置相連接，用于放大、過(guò)濾交變信號(hào)并發(fā)射微波信號(hào)；其中所述閉合狀磁性多層膜的橫截面為各處環(huán)寬相同的圓環(huán)狀、橢圓環(huán)狀或正多邊形環(huán)狀，橫截面積為0.0008至0.39πμm2。2.—種自旋微波檢測(cè)器，包括閉合狀磁性多層膜，用于接收待測(cè)微波信號(hào)并產(chǎn)生直流輸出信號(hào)；直流偏置，與所述閉合狀磁性多層膜相連接，用以使所述待測(cè)微波信號(hào)和所述直流輸出信號(hào)通過(guò)；電壓測(cè)量元件，其與所述直流偏置相連接，用于檢測(cè)所述直流輸出信號(hào)微波輸入電路，其與所述直流偏置相連接，用于提供待測(cè)微波信號(hào)；其中所述閉合狀磁性多層膜的橫截面為各處環(huán)寬相同的圓環(huán)狀、橢圓環(huán)狀或正多邊形環(huán)一犬，對(duì)黃截面積為0.0008至0.39兀(im2。3.如權(quán)利要求1所述的振蕩器或如權(quán)利要求2所述的檢測(cè)器，其中所述閉合狀磁性多層膜的橫截面呈橢圓環(huán)狀，橢圓內(nèi)環(huán)的短軸為20-400nm,內(nèi)環(huán)短軸與長(zhǎng)軸的比值為1:1~1:4,橢圓環(huán)寬為20300nm。4.如權(quán)利要求1所述的振蕩器或如權(quán)利要求2所述的檢測(cè)器，其中所述閉合狀磁性多層膜為無(wú)釘扎型單勢(shì)壘閉合狀磁性多層膜，其包括常規(guī)的各層一襯底及其上面的下部緩沖導(dǎo)電層，在所述下部緩沖導(dǎo)電層上依次沉積的硬磁層、中間層、軟磁層、覆蓋層及導(dǎo)電層；所述襯底的材料包括SrTi03、LaA103、Al203-TiC類(lèi)陶瓷、A1203-WC類(lèi)陶瓷或Al203-SiC類(lèi)陶瓷；所述中間層的材料包括A1N。5.如權(quán)利要求1所述的振蕩器或如權(quán)利要求2所述的檢測(cè)器，其中所述閉合狀磁性多層膜為無(wú)釘扎型雙勢(shì)壘閉合狀磁性多層膜，其包括常規(guī)的各層一襯底及其上的下部緩沖導(dǎo)電層，在所述的下部緩沖導(dǎo)電層上依次沉積的第一硬磁性層、第一中間層、自由軟磁層、第二中間層、第二硬磁性層、覆蓋層及導(dǎo)電層；所述襯底的材料包括SrTi03、LaA103、Al2OrTiC類(lèi)陶瓷、A1203-WC類(lèi)陶瓷或Al203-SiC類(lèi)陶瓷；所述中間層的材料包括A1N。6.如權(quán)利要求1所述的振蕩器或如權(quán)利要求2所述的檢測(cè)器，其中所述閉合狀磁性多層膜為釘扎型單勢(shì)壘閉合狀磁性多層膜，其包括常規(guī)的各層一襯底及其上的下部緩沖導(dǎo)電層，在所述的下部緩沖導(dǎo)電層上依次沉積的反鐵磁釘扎層、被釘扎磁性層、中間層、自由軟磁層、覆蓋層及導(dǎo)電層；所述村底的材料包括SrTi03、LaA103、Al203-TiC類(lèi)陶瓷、A1203-WC類(lèi)陶資或Al2OrSiC類(lèi)陶資；所述中間層的材料包括A1N。7.如權(quán)利要求1所述的振蕩器或如權(quán)利要求2所述的檢測(cè)器，其中所述閉合狀磁性多層膜為釘扎型雙勢(shì)壘閉合狀》茲性多層膜，其包括常規(guī)的各層一襯底及其上的下部緩沖導(dǎo)電層，在所述的下部緩沖導(dǎo)電層上依次沉積的第一反鐵^f茲釘扎層、第一被釘扎》茲性層、第一中間層、自由軟》茲層、第二中間層、第二被^r扎磁性層、第二反鐵》茲釘扎層及覆蓋層及導(dǎo)電層；所述襯底的材料包括SrTi03、LaA103、Al203-TiC類(lèi)陶資、A1203-WC類(lèi)陶瓷或Al203-SiC類(lèi)陶瓷；所述中間層的材料包4舌A1N。8.—種自旋微波振蕩器，包括含金屬芯的閉合狀磁性多層膜，用于產(chǎn)生交變信號(hào)；直流偏置，其與所述含金屬芯的閉合狀^磁性多層膜相連接，用于提供含金屬芯的閉合狀磁性多層膜工作所需的直流電流，并使所述交變信號(hào)通過(guò)；微波電路，其與所述直流偏置相連接，用于放大、過(guò)濾交變信號(hào)并發(fā)射微波信號(hào)；外加電路，其與所述金屬芯相連接，用于提供直流電流；其中所述含金屬芯的閉合狀磁性多層膜的橫截面為各處環(huán)寬相同的圓環(huán)狀、橢圓環(huán)狀或正多邊形環(huán)狀，橫截面積為0.0016至0.39叫m2。9.一種自旋微波檢測(cè)器，包括含金屬芯的閉合狀磁性多層膜，用于接收待測(cè)微波信號(hào)并產(chǎn)生直流輸出信號(hào)；直流偏置，與所述含金屬芯的閉合狀磁性多層膜相連接，用以使所述待測(cè)微波信號(hào)和所述直流輸出信號(hào)通過(guò)；電壓測(cè)量元件，其與所述直流偏置相連接，用于檢測(cè)所述直流輸出信號(hào)；微波輸入電路，其與所述直流偏置相連接，用于提供待測(cè)微波信號(hào)；外加電路，其與所述金屬芯相連接，用于提供直流電流；其中所述含金屬芯的閉合狀磁性多層膜的橫截面為各處環(huán)寬相同的圓環(huán)狀、橢圓環(huán)狀或正多邊形環(huán)狀，橫截面積為0.0016至0.397t|im2。10.如權(quán)利要求8所述的振蕩器或如權(quán)利要求9所述的檢測(cè)器，其中所述含金屬芯的閉合狀磁性多層膜的橫截面呈橢圓環(huán)狀，橢圓內(nèi)環(huán)的短軸為60~400nm，內(nèi)環(huán)的短軸與長(zhǎng)軸的比值為1:1~1:4，橢圓環(huán)寬為20~300nm;所述金屬芯的橫截面為橢圓形，橢圓形的短軸為20~200nm,其形狀與橢圓內(nèi)環(huán)形狀相同。11.如權(quán)利要求8所述的振蕩器或如權(quán)利要求9所述的檢測(cè)器，其中所述含金屬芯的閉合狀磁性多層膜為含金屬芯的無(wú)釘扎型單勢(shì)壘閉合狀磁性多層膜，其包括常規(guī)的各層一襯底及其上面的下部緩沖導(dǎo)電層，在所述下部緩沖導(dǎo)電層上依次沉積的硬磁層、中間層、軟磁層、覆蓋層及導(dǎo)電層；所述襯底的材料包括SrTi03、LaA103、Al20rTiC類(lèi)陶瓷、Al2OrWC類(lèi)陶瓷或Al2CVSiC類(lèi)陶瓷；所述中間層的材料包括A1N;所述金屬芯的材料包括Ru。12.如權(quán)利要求8所述的振蕩器或如權(quán)利要求9所述的檢測(cè)器，其中所述含金屬芯的閉合狀磁性多層膜為含金屬芯的無(wú)釘扎型雙勢(shì)壘閉合狀磁性多層膜，其包括常規(guī)的各層一襯底及其上的下部緩沖導(dǎo)電層，在所述的下部緩沖導(dǎo)電層上依次沉積的第一硬磁性層、第一中間層、自由軟磁層、第二中間層、第二硬磁性層、覆蓋層及導(dǎo)電層；所述村底的材料包括SrTi03、LaA103、Al2OrTiC類(lèi)陶資、A1203-WC類(lèi)陶乾或Al2OrSiC類(lèi)陶瓷；所述中間層的材料包括A1N;所述金屬芯的材料包括Ru。13.如權(quán)利要求8所述的振蕩器或如權(quán)利要求9所述的檢測(cè)器，其中所述含金屬芯的閉合狀磁性多層膜為含金屬芯的釘扎型單勢(shì)壘閉合狀磁性多層膜，其包括常規(guī)的各層一村底及其上的下部緩沖導(dǎo)電層，在所述的下部緩沖導(dǎo)電層上依次沉積的反鐵磁釘扎層、被釘扎磁性層、中間層、自由軟磁層、覆蓋層及導(dǎo)電層；所述襯底的材料包括SrTi03、LaA103、Al203-TiC類(lèi)陶瓷、A1203-WC類(lèi)陶瓷或Al203-SiC類(lèi)陶瓷；所述中間層的材料包括A1N;所述金屬芯的材料包括Ru。14.如權(quán)利要求8所述的振蕩器或如權(quán)利要求9所述的檢測(cè)器，其中所述含金屬芯的閉合狀磁性多層膜為含金屬芯的釘扎型雙勢(shì)壘閉合狀磁性多層膜，其包括常規(guī)的各層一襯底及其上的下部緩沖導(dǎo)電層，在所述的下部緩沖導(dǎo)電層上依次沉積的第一反鐵磁釘扎層、第一被釘扎^f茲性層、第一中間層、自由軟磁層、第二中間層、第二被釘扎磁性層、第二反鐵磁釘扎層及覆蓋層及導(dǎo)電層；所述襯底的材料包括SrTi03、LaA103、Al2OrTiC類(lèi)陶瓷、Ab03-WC類(lèi)陶瓷或Al20rSiC類(lèi)詢(xún)資；所述中間層的材料包括A1N;所述金屬芯的材料包括Ru。15.如權(quán)利要求1、8所述的振蕩器或如權(quán)利要求2、9所述的檢測(cè)器，還包括外加磁場(chǎng)，所述外加磁場(chǎng)的磁感應(yīng)線(xiàn)通過(guò)磁性多層膜的各層。16.如權(quán)利要求1、8所述的振蕩器或如權(quán)利要求2、9所述的檢測(cè)器，其中所述直流偏置包括電感和電容。17.如權(quán)利要求1、8所述的振蕩器或如權(quán)利要求2、9所述的檢測(cè)器，其中所述閉合狀磁性多層膜的磁性單元中，每一層鐵磁性薄膜的磁矩或磁通量完全可以自發(fā)的形成順時(shí)針或逆時(shí)針的閉合狀態(tài)；或洋蔥狀亦即孿生狀的閉合狀態(tài)；或可以使上下磁性層的磁矩形成垂直于膜面并平行于環(huán)狀軸線(xiàn)的垂直各向異性排列狀態(tài)；還或者在上下磁性層中，任一層的磁矩平行于膜面，另一層的磁矩垂直于膜面而使上下磁性層的磁矩之間形成穩(wěn)定的90度或接近于90度的排列狀態(tài)。全文摘要本發(fā)明提供了一種自旋微波振蕩器和一種自旋微波檢測(cè)器。本發(fā)明的自旋微波振蕩器是直接用直流電流控制的基于自旋角動(dòng)量轉(zhuǎn)移原理的微波振蕩和輸出，或者更可以利用直流電流和外加靜磁場(chǎng)聯(lián)合調(diào)控的微波振蕩器，具有小型化，高的集成度，低功耗，高的頻率可控可調(diào)諧性等優(yōu)點(diǎn)；本發(fā)明的自旋微波檢測(cè)器利用輸入微波而產(chǎn)生直流電壓直接來(lái)檢測(cè)輸入微波，具有無(wú)需混頻而直接測(cè)量高頻信號(hào)的優(yōu)點(diǎn)。文檔編號(hào)H01P7/10GK101685901SQ20081022296公開(kāi)日2010年3月31日申請(qǐng)日期2008年9月24日優(yōu)先權(quán)日2008年9月24日發(fā)明者于國(guó)強(qiáng),劉東屏,溫振超,譯王,韓秀峰申請(qǐng)人:中國(guó)科學(xué)院物理研究所