本实用新型涉及半导体光电子技术领域，尤其是一种自旋光电子器件。
背景技术：
自旋注入和激发态的自旋调控是有机自旋光电子学的一个重要的研究方向。由于有机半导体材料具有弱的自旋-轨道耦合作用和超精细作用，注入到有机半导体中电子的自旋能够得到较长时间的维持，而不至于很快发生翻转。较长的自旋扩散时间和距离有利于有机半导体在自选电子学器件中的应用。同时，有机半导体材料还是很好的自旋注入的介质，磁铁电极和有机半导体的直接接触甚至能够在室温下实现有效的自旋注入。到目前为止，自旋向有机半导体材料的注入可以通过隧穿机理和热离子化机理发生。隧穿机理能够同时满足能量守恒和自旋动量守恒，从而能够得到高自旋注入效率；隧穿机理和热离子机理一般同时存在，二者的相对比重是由磁铁电极/有机半导体界面处势垒高度和势垒形状决定的，尤其是势垒形状可以通过界面缺陷和电荷积累得到大幅度改变，从而影响隧穿注入和热离子注入的比重，最终改变自旋注入的效率。
半导体量子点中载流子因受到三维量子限制而处于分立的量子能级上，半导体量子点作为高效的信息载体广泛应用于自旋光电子器件和量子信息处理中。基于半导体量子点材料的自旋光电子器件其自旋注入的过程为：首先通过磁性电机材料产生自旋极化的电子或空穴，然后对含有半导体量子点材料的有源区施加偏压，将自旋极化的电子或空穴注入到半导体量子点层中，最后根据这些自旋极化载流子的辐射复合产生的圆偏振光的特性来监测自旋信息。在这一过程中，通常采用稀磁半导体、磁性金属或者磁性半金属合金等材料作为磁性电极，在自旋发光二极管和激发器以及量子信息存储元件中实现自旋的注入以及自旋信息的编码、存储和读取。目前需要一种技术解决磁性金属材料和半导体材料之间因为导电率不匹配而引起的自旋注入效率低的问题，完成在较低驱动电压下，具有更长的自旋传输距离的目标。
技术实现要素：
本实用新型的目的在于克服现有技术的不足，提供一种较低驱动电压下，具有更长的自旋传输距离的自旋光电子器件。
本实用新型解决其技术问题是采用以下技术方案实现的：
一种自旋光电子器件，包括衬底层，所述衬底层采用蓝宝石基GaN材料，在所述衬底层上依次生长有P型缓冲层、阻挡层、第一势垒层、浸润层、量子点层、间隔层、量子阱层、第二势垒层、n型接触层和电极层，所述n型接触层与所述电极层形成自旋阀注入结构，所述电极层包括依次生长的镧系稀土锰氧化物、氘代MEH-PPV聚合物、氟化锂电子注入层、惰性金属保护层、上电极材料层。
优选的，所述的间隔层的厚度小于或等于18nm。
优选的，所述的惰性金属保护层的厚度为1-10nm。
本实用新型的优点和积极效果是：
1、本实用新型所述的氘代MEH-PPV聚合物半导体材料具有更弱的超精细作用，从而更利于自旋在材料内部的传输；在阴极一侧插氟化锂电子注入层则有利于实现器件的双极注入，因此，这种自旋阀结构的有机发光二极管具有更低的驱动电压和更长的自旋传输距离。
2、本实用新型利用n型接触层与电极层形成的自旋注入结构将电极层中产生的自旋极化电子传送到耦合量子阱和量子点结构，解决了现有技术中磁性金属和半导体之间因导电率失配引起的自旋注入效率极低的问题，极大地提升了自旋注入的效率。
附图说明
图1是本实用新型的结构示意图。
图中：1、衬底层；2、P型缓冲层；3、阻挡层；4、第一势垒层；5、浸润层；6、量子点层；7、间隔层；8、量子阱层；9、第二势垒层；10、n型接触层；11、镧系稀土锰氧化物；12、氘代MEH-PPV聚合物；13、氟化锂电子注入层；14、惰性金属保护层；15、上电极材料层。
具体实施方式
以下结合附图对本实用新型实施例做进一步详述：
如图1所示，一种自旋光电子器件，包括衬底层1，所述衬底层1采用蓝宝石基GaN材料，在所述衬底层1上依次生长有P型缓冲层2、阻挡层3、第一势垒层4、浸润层5、量子点层6、间隔层7、量子阱层8、第二势垒层9、 n型接触层10和电极层，所述n型接触层10与所述电极层形成自旋阀注入结构，所述电极层包括依次生长的镧系稀土锰氧化物11、氘代MEH-PPV聚合物 12、氟化锂电子注入层13、惰性金属保护层14、上电极材料层15。所述的间隔层7的厚度小于或等于18nm；所述的惰性金属保护层14的厚度为1-10nm。
本实用新型所述的氘代MEH-PPV聚合物半导体材料具有更弱的超精细作用，从而更利于自旋在材料内部的传输；在阴极一侧插氟化锂电子注入层则有利于实现器件的双极注入，因此，这种自旋阀结构的有机发光二极管具有更低的驱动电压和更长的自旋传输距离。
本实用新型利用n型接触层与电极层形成的自旋注入结构将电极层中产生的自旋极化电子传送到耦合量子阱和量子点结构，解决了现有技术中磁性金属和半导体之间因导电率失配引起的自旋注入效率极低的问题，极大地提升了自旋注入的效率。
本实用新型间隔层的厚度小于或等于18nm，通过上述设置能够保证量子阱层和量子点层之间有一定的间隔，更重要的是通过改变量子阱层8和量子点层6之间的间隔层7厚度，可以调节所述量子阱层8和所述量子点层6之间的电子耦合强度及载流子的隧穿几率，可以实现20皮秒以下的超快、高效率的自旋注入。
需要强调的是，本实用新型所述的实施例是说明性的，而不是限定性的，因此本实用新型并不限于具体实施方式中所述的实施例，凡是由本领域技术人员根据本实用新型的技术方案得出的其他实施方式，同样属于本实用新型保护的范围。