温度梯度发生器的制作方法

本发明涉及微电子与数据存储，具体而言，涉及一种温度梯度发生器。

背景技术：

1、目前，磁性存储设备是数字数据的主要存储设备。于1956年推出的硬盘(hhd)存储容量为2kb in-2，随着巨磁阻效应被发现并被有效利用，磁存储设备的开发和优化方面取得了巨大的进展。2014年，推出了一种存储容量为826gb in-2的设备，磁性存储设备目前已成为不可或缺的商用存储设备。

2、然而，随着磁性单元的制程尺寸逐渐缩小，磁性存储的极限也逐渐体现出来，这就是超顺磁极限。由于热激活能可以诱导磁畴的随机位翻转，所以在特定磁性颗粒度尺寸以下就无法获得可靠的数据存储。出于克服这一限制的需要，出现了一种新的磁存储器的替代概念，其中之一是热辅助磁记录(hamr，heat-assisted magnetic recording)。

3、hamr器件的原理是抑制超顺磁极限，利用形状或晶体各向异性增强了磁翻转场(因此也增强了矫顽力)，同时使用加热激光脉冲短时间降低了矫顽力，以允许磁信息写入过程。具体实验过程中，基于fept(一种用于硬盘磁记录的薄膜)的高度各向异性，hamr器件在实验室环境下达到了1.4tb in-2。

4、在电子仪器的研究和应用中，温度作为一个关键的、特殊的参数是不可忽视的，如何利用好温度效应可以推进新型热驱动自旋电子器件的发展，其中温度梯度的引入对自旋电子器件有着重要的意义。

5、在之前的相关研究中，温度梯度驱动磁畴移动从最初的理论提出到之后的器件研究经历了快速的发展。不仅限于普通磁畴，skyrmion(斯格明子)作为一种具有拓扑保护的磁畴结构，也会受到热梯度效应的影响；利用热梯度效应来产生和驱动skyrmion是一个热门话题。

6、塞贝克效应是温度梯度作为自旋注入的方式之一，当温度梯度与磁性材料的磁化方向平行时，不同温度下的两端将会产生电压，从而产生自旋热电流。

技术实现思路

1、本发明的主要目的在于提供一种温度梯度发生器，以解决现有技术中不能在磁性薄膜上产生稳定的温度梯度的问题。

2、为了实现上述目的，本发明提供了一种温度梯度发生器，其适用于磁性薄膜样品，温度梯度发生器包括：第一导热部；第二导热部；半导体制冷片，通过使半导体制冷片通电，以使半导体制冷片的两个板面侧分别为其冷侧和热侧；半导体制冷片夹设在第一导热部和第二导热部之间，第一导热部与半导体制冷片的冷侧接触，第二导热部与半导体制冷片的热侧接触；其中，磁性薄膜样品包括相互连接的第一样品部和第二样品部，第一样品部用于与第一导热部接触，第二样品部用于与第二导热部接触。

3、进一步地，第一导热部上开设有让位开口；第二导热部包括主体部和凸设在主体部上的凸块，主体部用于与半导体制冷片的热侧接触，凸块设置在让位开口处；磁性薄膜样品设置在第一导热部的远离第二导热部的一侧，第二样品部与凸块接触。

4、进一步地，第二导热部的朝向第一导热部的一侧设置有卡槽，半导体制冷片设置在卡槽内。

5、进一步地，温度梯度发生器还包括：固定部，固定部设置在第二导热部的远离第一导热部的一侧；紧固件，紧固件依次穿设在第一导热部、第二导热部和固定部上。

6、进一步地，固定部上设置有散热孔；沿第二导热部和固定部的分布方向，散热孔贯穿固定部。

7、进一步地，第一导热部的材料和第二导热部的材料均为非磁性铝材。

8、进一步地，第一样品部通过导热硅脂粘在第一导热部上；和/或第二样品部通过导热硅脂粘在第二导热部上。

9、进一步地，第一导热部的远离第二导热部的一侧设置有第一凹槽部，凸块上凹设有第二凹槽部，第一凹槽部和第二凹槽部拼接形成固定槽；磁性薄膜样品固定卡设在固定槽内。

10、进一步地，散热孔为多个，多个散热孔间隔设置。

11、进一步地，固定部上设置有插接部，第二导热部上设置有插接槽，插接部固定插接在插接槽内。

12、应用本发明的技术方案，温度梯度发生器包括第一导热部、第二导热部和半导体制冷片，通过使半导体制冷片通电，以使半导体制冷片的两个板面侧分别为其冷侧和热侧；半导体制冷片夹设在第一导热部和第二导热部之间；第一导热部与半导体制冷片的冷侧接触，第二导热部与半导体制冷片的热侧接触，半导体制冷片的热侧的热量会传递给第二导热部，半导体制冷片的冷侧的冷量会传递给第一导热部，以使第二导热部的温度高于第一导热部，进而使第二导热部形成温度梯度发生器的热端，第一导热部形成温度梯度发生器的冷端；其中，磁性薄膜样品包括相互连接的第一样品部和第二样品部，第一样品部用于与第一导热部接触，第二样品部用于与第二导热部接触。

13、通过使磁性薄膜样品的第二样品部与第二导热部接触，使磁性薄膜样品的第一样品部与第一导热部接触，以使第二导热部对磁性薄膜样品的第二样品部进行加热，并使第一导热部对磁性薄膜样品的第一样品部进行冷却，进而在磁性薄膜样品上产生稳定的温度梯度，解决了现有技术中不能在磁性薄膜上产生稳定的温度梯度的问题。

技术特征：

1.一种温度梯度发生器，适用于磁性薄膜样品(200)，其特征在于，所述温度梯度发生器包括：

2.根据权利要求1所述的温度梯度发生器，其特征在于，所述第一导热部(11)上开设有让位开口(111)；

3.根据权利要求1所述的温度梯度发生器，其特征在于，所述第二导热部(12)的朝向所述第一导热部(11)的一侧设置有卡槽(121)，所述半导体制冷片(20)设置在所述卡槽(121)内。

4.根据权利要求1所述的温度梯度发生器，其特征在于，所述温度梯度发生器还包括：

5.根据权利要求4所述的温度梯度发生器，其特征在于，所述固定部(13)上设置有散热孔(131)；沿所述第二导热部(12)和所述固定部(13)的分布方向，所述散热孔(131)贯穿所述固定部(13)。

6.根据权利要求1所述的温度梯度发生器，其特征在于，所述第一导热部(11)的材料和所述第二导热部(12)的材料均为非磁性铝材。

7.根据权利要求1所述的温度梯度发生器，其特征在于，所述第一样品部(210)通过导热硅脂粘在所述第一导热部(11)上；和/或所述第二样品部(220)通过导热硅脂粘在所述第二导热部(12)上。

8.根据权利要求2所述的温度梯度发生器，其特征在于，所述第一导热部(11)的远离所述第二导热部(12)的一侧设置有第一凹槽部，所述凸块(122)上凹设有第二凹槽部，所述第一凹槽部和所述第二凹槽部拼接形成固定槽；所述磁性薄膜样品(200)固定卡设在所述固定槽内。

9.根据权利要求5所述的温度梯度发生器，其特征在于，所述散热孔(131)为多个，多个所述散热孔(131)间隔设置。

10.根据权利要求4所述的温度梯度发生器，其特征在于，所述固定部(13)上设置有插接部(132)，所述第二导热部(12)上设置有插接槽，所述插接部(132)固定插接在所述插接槽内。

技术总结本发明提供了一种适用于磁性薄膜样品的温度梯度发生器，温度梯度发生器包括第一导热部、第二导热部和半导体制冷片，通过使半导体制冷片通电，以使半导体制冷片的两个板面侧分别为其冷侧和热侧；半导体制冷片夹设在第一导热部和第二导热部之间；第一导热部与半导体制冷片的冷侧接触，第二导热部与半导体制冷片的热侧接触；磁性薄膜样品包括相互连接的第一样品部和第二样品部，第一样品部用于与第一导热部接触，第二样品部用于与第二导热部接触。使用本申请的温度梯度发生器以解决现有技术中不能在磁性薄膜上产生稳定的温度梯度的问题。技术研发人员：徐朋法,李琨琨,韩谷昌受保护的技术使用者：中电海康集团有限公司技术研发日：技术公布日：2024/5/29