1.一种多层膜异质结构,其特征在于,所述多层膜异质结构包括:
衬底,和衬底上依次设置的:
第一铁磁层,设置于衬底上;
非磁隔离层,设置于第一铁磁层上;
第二铁磁层,设置于非磁隔离层上;
反铁磁钉扎层,设置于第二铁磁层上;以及
设置于反铁磁钉扎层上的保护层。
2.根据权利要求1所述的多层膜异质结构,其特征在于,制备态时第一铁磁层和第二铁磁层的磁矩翻转过程有明显的区分。
3.根据权利要求1或2所述的多层膜异质结构,其特征在于,所述第一铁磁层的材料选自:铁磁性绝缘材料、亚铁磁性绝缘材料、铁磁性金属及其合金材料、亚铁磁性金属及其合金材料;优选为含铁石榴石,最优选为Y3Fe5O12。
4.根据权利要求1-3任一项所述的多层膜异质结构,其特征在于:
所述衬底材料为非磁材料,优选为硅片、钆镓石榴石GGG,最优选为钆镓石榴石GGG;
所述非磁隔离层材料为非磁金属,优选为Ti、C、Cu,最优选为Cu;
所述反铁磁钉扎层材料为反铁磁性材料,优选为FeMn、IrMn,最优选为IrMn;
所述保护层材料为非磁性抗氧化材料,优选为Ta、SiO2,最优选为SiO2。
5.根据权利要求1-4任一项所述的多层膜异质结构,其特征在于,所述的非磁隔离层厚度0.5nm以上,优选为0.5nm~5nm。
6.一种多层膜异质结构的制备方法,其特征在于,所述方法包含以下步骤:
(1)采用液相外延法在衬底上生长第一铁磁层;
(2)采用磁控溅射方法在第一铁磁层上依次镀上非磁隔离层、第二铁磁层、反铁磁钉扎层及保护层;
优选地,所述非磁隔离层、第二铁磁层、反铁磁钉扎层采用直流溅射方式,所述保护层采用射频溅射方式。
7.根据权利要求6所述的多层膜异质结构的制备方法,其特征在于,采用所述的磁控溅射法镀层时,磁控溅射设备的真空度小于4.0×10-5Pa,氩气的工作气压为0.5Pa。
8.一种自旋阀,其特征在于,所述自旋阀包括:
如权利要求1-5任一项所述的多层膜异质结构;或
如权利要求6所述方法制备的多层膜异质结构。
9.一种自旋流探测装置,其特征在于,所述自旋流探测装置包括如权利要求8所述的自旋阀。
10.一种自旋流探测方法,其特征在于,所述方法使用权利要求1-5中任一项所述的多层膜异质结构,并且,探测时使温度梯度垂直于膜面、样品表面位于冷端,外加磁场在样品平面内扫描,热电压通过样品平面内垂直于外加磁场的两端电极进行测量。