本发明涉及一种微波辅助的磁电阻增强器件及其制备方法，属于微电子器件技术领域。
背景技术：
在一些金属或半导体材料中，若存在外加磁场，其电阻会发生改变，这种现象被称为磁电阻效应，这是由于电子或载流子在材料中运动，在外加磁场的作用下受洛伦兹力的影响，其运动路径会沿曲线进行，从而运动距离变长，使电子或载流子的碰撞概率增大，故材料在宏观上表现为电阻增大。1851年，开尔文第一次观测到了磁电阻效应，然而他当时观测到的磁电阻变化率仅仅在5％以下，人们称这样的磁电阻效应被称为“常磁阻”。经过一个多世纪的研究，人们相继发现了各种类型的磁电阻效应。例如在铁和镍中其磁电阻的变化不仅与外加磁场的大小有关系，而且还和外加磁场与材料的方向有关系，这样的现象被称为各向异性电磁阻效应。在铁磁层/非铁磁层/铁磁层的三明治结构中，两个铁磁层的磁距取向相同时，电阻最小；反之，两个铁磁层磁距取向相反时，电阻最大，这种多层膜结构中的磁电阻效应被称为巨磁电阻效应。在现代工业和电子产品中，利用磁电阻原理制作的磁传感器发挥着不可取代的作用。通过磁传感器感应磁场强度来测量电流、位置、方向等物理参数。
经过一个多世纪的发展，通过探索各类型的磁电阻原理以及优化磁电阻器件结构，磁电阻变化率被大幅提升。这里我们提出一种铁磁/半导体/铁磁结构，在施加特定的外加磁场的情况下，其磁电阻变化率可达到40％(电阻变化率＝(高电阻-低电阻)/低电阻*100％)。
技术实现要素：
发明目的：为了克服现有技术中存在的不足，本发明提供一种微波辅助的磁电阻增强器件及其制备方法，在该保护层/铁磁/半导体/铁磁/保护层的结构中，当通入特定频率下的微波时，通过改变外加磁场的方向及大小，其电阻变化率可达到40％。
技术方案：为实现上述目的，本发明采用的技术方案为：
一种微波辅助的磁电阻增强器件，包括由保护层、第一铁磁层、半导体层、第二铁磁层、保护层组成的层状薄膜，其材料依次为cr、fe、gaas、nife、cr；所述两个保护层外均设置有电极，通过两侧电极连接微波振荡源；
通过微波振荡源在该薄膜中通入高频微波后，沿平行于层状薄膜的磁场方向施加大于fe、nife矫顽力的外加磁场，使得两个铁磁层的磁矩方向一致，此时层状薄膜处于低电阻状态；接着反向施加大于nife矫顽力、小于fe矫顽力的外加磁场，使得两个铁磁层的磁矩方向相反，此时层状薄膜处于高电阻状态。
进一步的，所述半导体层的厚度小于100μm。
进一步的，所述保护层、第一铁磁层、半导体层、第二铁磁层、保护层的材料依次为14.7nm的cr、21nm的fe、70μm的gaas、20nm的nife、11.4nm的cr。
上述微波辅助的磁电阻增强器件的制备方法，包括以下步骤：
s1：gaas衬底经过溶液刻蚀、蒸馏水清洗后得到干净、平整的界面；
s2：将gaas衬底至于蒸发腔室中，依次蒸镀21nm的fe以及14.7nm的cr；
s3：将半成品器件取出，再次放入溶液中刻蚀gaas衬底，当gaas的厚度小于100μm以下后，再次放入蒸发腔室中蒸镀，依次在gaas衬底的另一面蒸镀20nm的nife以及11.4nm的cr。
所述的微波辅助的磁电阻增强器件，需要在器件两端制备电极并通入高频微波加以辅助，通过改变外加磁场实现整个器件的高电阻、低电阻状态转换。
有益效果：本发明提供的一种微波辅助的磁电阻增强器件及其制备方法，相对于现有技术，具有以下优点：1、基于磁电阻效应，该器件在微波的辅助下，通过改变外加磁场，使得该器件处于高电阻态和低电阻态，其高低电阻变化率可达40％；2、制备工艺简单，成本较低，操作周期短，重复性能好，具有良好的经济实用价值。
附图说明
图1为本发明实施例的结构示意图；
图中包括：1、保护层，2、第一铁磁层，3、半导体层，4、第二铁磁层，5、保护层，6、电极，7、微波振荡源。
具体实施方式
下面结合附图对本发明作更进一步的说明。
如图1所示为一种微波辅助的磁电阻增强器件，包括由保护层1、第一铁磁层2、半导体层3、第二铁磁层4、保护层5组成的层状薄膜；
其中，所述保护层1、第一铁磁层2、半导体层3、第二铁磁层4、保护层5的材料依次为cr、fe、gaas、nife、cr；所述上下两个保护层1,5外均设置有电极6，通过两侧电极6连接微波振荡源7；
当器件工作时，通过微波振荡源7通入高频微波进行辅助，沿平行于层状薄膜的磁场方向b施加大于fe、nife矫顽力的外加磁场，使得两个铁磁层的磁矩方向一致，此时层状薄膜处于低电阻状态；接着反向施加大于nife矫顽力、小于fe矫顽力的外加磁场，使得两个铁磁层的磁矩方向相反，此时层状薄膜处于高电阻状态。
本实施例中，所述保护层1、第一铁磁层2、半导体层3、第二铁磁层4、保护层5的材料依次为14.7nm的cr、21nm的fe、70μm的gaas、20nm的nife、11.4nm的cr。
上述微波辅助的磁电阻增强器件的制备方法，包括以下步骤：
s1：gaas衬底经过溶液刻蚀、蒸馏水清洗后得到干净、平整的界面；
s2：将gaas衬底至于蒸发腔室中，依次蒸镀21nm的fe以及14.7nm的cr；
s3：将半成品器件取出，再次放入溶液中刻蚀gaas衬底，当gaas的厚度小于100μm以下后，再次放入蒸发腔室中蒸镀，依次在gaas衬底的另一面蒸镀20nm的nife以及11.4nm的cr。
所述的微波辅助的磁电阻增强器件，需要在器件两端制备电极并通入高频微波加以辅助，通过改变外加磁场，可实现整个器件的高电阻、低电阻状态。
以上所述仅是本发明的优选实施方式，应当指出：对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。