多参数可调高速自旋噪声谱仪开发及n型GaAs自旋噪声谱测量

发布时间：2022-08-12 21:28

　　自旋噪声谱是新兴的近乎无扰动研究自旋系统动力学的前沿物理方法,在理论提出几十年后在实验上实现,这得益于集成电路长期按照摩尔定律高速发展和拥有新计算架构的硬件的出现。通过自旋噪声谱测量得到的物理内容将反过来促进摩尔定律和现代基于自旋的新型电子器件的发展。我们进行了系统的工作,从开发自旋噪声谱仪及上位机操作平台开始,到使用所开发的仪器测量了成系列的n-GaAs样品的自旋噪声谱数据,得出了一定的物理结论。主要包括以下两个部分:（1）我们论证了使用FPGA开发自旋噪声谱仪的必要性和与传统频谱仪相比的优越性,采购了适当的硬件并进行算法设计、FPGA开发、接口调试和上位机软件控制平台开发。最终成功开发出了性能处在国内前沿并且功能上具有多参数可调特色的自旋噪声谱仪。（2）我们使用开发的自旋噪声谱仪在n-GaAs样品上进行自旋噪声谱测量。我们首先进行可行性验证实验,成功使用自旋噪声谱仪测量得到了自旋信号。与频谱仪测量结果对比发现,所开发自旋噪声谱仪的测量速率是商业频谱仪的600倍左右,验证了所开发仪器的高速性和灵活性。之后在n-GaAs样品上进行了磁场系列、波长系列、温度系列和功率系列的自旋噪声谱测量... 

【文章页数】：62 页

【学位级别】：硕士

【文章目录】：
中文摘要
ABSTRACT
第一章 绪论
    1.1 摩尔定律及未来的挑战
    1.2 迎接挑战
    1.3 自旋电子学简介及发展趋势
    1.4 自旋注入,自旋输运自旋探测
    1.5 自旋噪声谱
        1.5.1 自旋噪声谱实验回顾
        1.5.2 光强度噪声谱
        1.5.3 自旋噪声携带的额外磁信息
        1.5.4 自旋噪声谱的含义
        1.5.5 自旋噪声谱小信号探测方法
        1.5.6 自旋噪声谱主要公式
    1.6 FFT原理介绍
        1.6.1 基2时域抽取FFT算法基本原理
        1.6.2 基2时域抽取FFT的分解
        1.6.3 总结
第二章 自旋噪声谱仪开发
    2.1 关于谱仪选购与开发的思考
    2.2 FPGA与频谱仪比较
    2.3 开发板卡简介
        2.3.1 U5309A板卡框图
        2.3.2 板卡参数
    2.4 FPGA开发套件概况
    2.5 FPGA方案设计
    2.6 开发结果
        2.6.1 数据利用率
    2.7 基于LABVIEW的软件控制平台
        2.7.1 前面板介绍
        2.7.2 后面板介绍
        2.7.3 总结
第三章 实验系统及测量
    3.1 实验系统介绍
    3.2 自旋噪声谱仪性能验证
    3.3 N-GAAS自旋噪声谱测量
        3.3.1 磁场系列
        3.3.2 波长系列
        3.3.3 温度系列
        3.3.4 功率系列
    3.4 总结与展望
参考文献
攻读学位期间取得的研究成果
致谢
个人简况及联系方式


【参考文献】：
期刊论文
[1]摩尔定律的过去、现在和未来[J]. 戴锦文,缪小勇.  电子与封装. 2015(10)
[2]摩尔定律发展述评[J]. 逄健,刘佳.  科技管理研究. 2015(15)



本文编号：3676625