一种新型二维光电自旋电池的制作方法

1.本实用新型涉及光电池相关领域，具体是一种新型二维光电自旋电池。


背景技术：

2.光电效应是一种能够将光能转化为电能的物理效应，产生光电效应的器件称为光电池器件，传统的光电池器件将光能转化为电能的材料为半导体材料，这种材料通过吸收光子使价带中的电子受激跃迁产生光电子，不稳定的光电子由高能级跃迁到低能级时产生光电流。
3.但是现在的光电池器件存在一些不足之处，现在的光电池器件的转化率不够高，且现在的光电池器件不能产生自旋电流，这就会导致效果不够好，所以现在急需一种可以解决上述问题的新型二维光电自旋电池。


技术实现要素：

4.本实用新型的目的在于提供一种新型二维光电自旋电池，以解决上述背景技术中提出的问题。
5.为实现上述目的，本实用新型提供如下技术方案：
6.一种新型二维光电自旋电池，包括绝缘衬底，以及
7.与绝缘衬底表面连接的黑磷层，以及
8.与黑磷层的另外一端面连接的第一电极和第二电极，用于产生磁性变化，以及
9.第一电极与第二电极之间设置的且与黑磷层连接的防反射膜，用于提高光的转换效率。
10.作为本实用新型进一步的方案：黑磷层中掺杂少量的as，且黑磷层的厚度小于50nm。
11.作为本实用新型再进一步的方案：绝缘衬底的材质可以为聚酰亚胺(pi)、聚萘二甲酸乙二醇酯(pen)或者聚对苯二甲酸乙二醇脂(pet)。
12.作为本实用新型再进一步的方案：绝缘衬底可以为玻璃或硅。
13.作为本实用新型再进一步的方案：第一电极和第二电极为具有磁性的镍金属。
14.与现有技术相比，本实用新型的有益效果是：通过设置绝缘衬底、黑磷层、第一电极、第二电极、防反射膜，由于电极为具有磁性材料的镍结构，在不同偏振光的照射下由于黑磷层的结构对称性发生改变，在pn结中产生纯自旋流，光响应电流对偏振光相位角度具有正弦或余弦的响应特性，且电流曲线与黑磷掺杂as的浓度有关，可以产生自旋电流，解决了光电效应的转化率不够高的问题，并且不需要外界提供电荷电流就能够产生纯自旋流的二维光电自旋电池，这种用纯自旋流作为载体而不需要消耗能量，具有极大的进步。
附图说明
15.图1为新型二维光电自旋电池的结构示意图。
16.图中：1
‑
绝缘衬底、2
‑
黑磷层、3
‑
第一电极、4
‑
第二电极、5
‑
防反射膜。
具体实施方式
17.下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。
18.请参阅图1，本实用新型实施例中，一种新型二维光电自旋电池，包括绝缘衬底1，以及
19.与绝缘衬底1表面连接的黑磷层2，以及
20.与黑磷层2的另外一端面连接的第一电极3和第二电极4，用于产生磁性变化，以及
21.第一电极3与第二电极4之间设置的且与黑磷层2连接的防反射膜5，用于提高光的转换效率。
22.黑磷层2是一种二维材料，且黑磷层2中掺杂少量的as，且黑磷层2的厚度小于50nm。
23.绝缘衬底1的材质可以为聚酰亚胺(pi)、聚萘二甲酸乙二醇酯(pen)或者聚对苯二甲酸乙二醇脂(pet)。
24.在本实施例中，绝缘衬底1也可以为玻璃或硅。
25.第一电极3和第二电极4为具有磁性的镍金属。
26.防反射膜5使更多的光参与转换，从而提高光能的转换效率，另一方面可以保护黑磷防止被氧化，具有多种好处。
27.本实用新型的工作原理是：由于电极为具有磁性材料的镍结构，在不同偏振光的照射下由于黑磷层2的结构对称性发生改变，在pn结中产生自旋极化电流，光响应电流对偏振光相位角度具有正弦或余弦的响应特性，且电流曲线与黑磷掺杂as的浓度有关。
28.对于本领域技术人员而言，显然本实用新型不限于上述示范性实施例的细节，而且在不背离本实用新型的精神或基本特征的情况下，能够以其他的具体形式实现本实用新型。因此，无论从哪一点来看，均应将实施例看作是示范性的，而且是非限制性的，本实用新型的范围由所附权利要求而不是上述说明限定，因此旨在将落在权利要求的等同要件的含义和范围内的所有变化囊括在本实用新型内。不应将权利要求中的任何附图标记视为限制所涉及的权利要求。
29.此外，应当理解，虽然本说明书按照实施方式加以描述，但并非每个实施方式仅包含一个独立的技术方案，说明书的这种叙述方式仅仅是为清楚起见，本领域技术人员应当将说明书作为一个整体，各实施例中的技术方案也可以经适当组合，形成本领域技术人员可以理解的其他实施方式。


技术特征：
1.一种新型二维光电自旋电池，其特征在于，包括绝缘衬底(1)，以及与绝缘衬底(1)表面连接的黑磷层(2)，以及与黑磷层(2)的另外一端面连接的第一电极(3)和第二电极(4)，用于产生磁性变化，以及第一电极(3)与第二电极(4)之间设置的且与黑磷层(2)连接的防反射膜(5)，用于提高光的转换效率；黑磷层(2)中掺杂少量的as，且黑磷层(2)的厚度小于50nm；绝缘衬底(1)的材质可以为聚酰亚胺(pi)、聚萘二甲酸乙二醇酯(pen)或者聚对苯二甲酸乙二醇脂(pet)；绝缘衬底(1)可以为玻璃或硅；第一电极(3)和第二电极(4)为具有磁性的镍金属。

技术总结
本实用新型公开了一种新型二维光电自旋电池，包括绝缘衬底，以及与绝缘衬底表面连接的黑磷层，以及与黑磷层的另外一端面连接的第一电极和第二电极，用于产生磁性变化，以及第一电极与第二电极之间设置的且与黑磷层连接的防反射膜，用于提高光的转换效率，由于电极为具有磁性材料的镍结构，在不同偏振光的照射下由于黑磷层的结构对称性发生改变，在PN结中产生纯自旋流，光响应电流对偏振光相位角度具有正弦或余弦的响应特性，且电流曲线与黑磷掺杂As的浓度有关，可以产生自旋电流，解决了光电效应的转化率不够高的问题。电效应的转化率不够高的问题。电效应的转化率不够高的问题。


技术研发人员：陈明艳 龚奎 杨稳
受保护的技术使用者：鸿之微科技（上海）股份有限公司
技术研发日：2021.04.19
技术公布日：2021/12/24