本发明涉及自旋电子学，具体涉及一种c60/co纳米复合巨磁阻器件及其制备方法。
背景技术：
1、自旋电子学以电子自旋为信息载体，有望实现高性能的信息存储、传递和处理。1988年巨磁阻效应的发现，极大提高了硬磁盘的存储容量，导致传感器和磁盘读出头的巨大变革。近年来，自旋电子学中物理和材料科学的研究取得了巨大进展，尤其是基于新型自旋电子器件的磁电阻效应研究已成为了凝聚态物理中重要研究内容，这些研究成果有望为我们提供更快、更高效、更可靠的信息存储和处理技术。
2、有机半导体自旋轨道耦合弱，自旋弛豫时间较长，且制造成本低，是未来基于低成本、低能耗的自旋电子器件的良好备选材料。有机半导体在自旋电子学的成功应用源于有机自旋阀的实现，2004年，xiong等人制备了第一个有机自旋阀lsmo/alq3/co，并观察到了约40％的磁电阻，此后人们基于铁磁电极/有机层/铁磁电极垂直结构展开了一系列有机磁电阻研究，目前有机自旋阀中已经观察到了低温下440％的磁电阻。但是，比起无机自旋阀中室温下高达600％的磁电阻效应，有机自旋阀中的磁电阻值小的多。其原因在于：①传统垂直有机自旋阀中，有机层上沉积铁磁电极时存在界面扩散，严重影响自旋注入效率；②有机半导体材料迁移率低，不利于获得长的自旋扩散长度。为了提高有机自旋器件磁电阻，设计新型器件结构，寻求新的有机半导体材料是解决问题的突破口之一。
技术实现思路
1、鉴于目前存在的上述不足，本发明提供一种c60/co纳米复合巨磁阻器件及其制备方法，本发明提供一种c60/co纳米复合巨磁阻器件，其中的c60/co纳米复合薄膜以co这种常见的铁磁材料作为复合薄膜中的纳米颗粒，以c60这类小分子半导体作为基质，采用共蒸发的方法制备；通过调控co和c60的体积比，形成一种铁磁纳米颗粒分散在有机小分子基质中的颗粒薄膜结构，该薄膜制备方法简单，co纳米颗粒的体积分数及分布可调，在空气中稳定性良好。本发明的c60/co纳米复合巨磁阻器件在10k的温度下获得了8670000％的巨大磁电阻效应，是目前有机磁电阻器件中测量到的最大磁电阻。且该磁电阻器件表现出了明显的忆阻性，撤去磁场之后电阻值保持不变，能够实现非易失多阻态存储模拟及简单的磁逻辑运算。
2、为了达到上述目的，本发明提供一种c60/co纳米复合巨磁阻器件，所述c60/co纳米复合巨磁阻器件为横向结构，其从下往上依次包括衬底、两个金属电极和c60/co纳米复合薄膜；所述c60/co纳米复合薄膜为纳米金属co颗粒随机分布于有机半导体c60基质中构成的复合薄膜材料；所述两个金属电极在同一水平面上且之间设有沟道，所述c60/co纳米复合薄膜连接所述两个金属电极并覆盖所述沟槽。
3、依照本发明的一个方面，所述金属电极的厚度为10～30nm；所述c60/co纳米复合薄膜的厚度为50～400nm。
4、依照本发明的一个方面，所述沟道的长度为1～20μm，所述沟道的宽度为1～20mm。
5、依照本发明的一个方面，所述c60/co纳米复合薄膜由co纳米颗粒镶嵌在c60基质中组成，所述c60/co纳米复合薄膜中的c60与co的体积比为6～10：1，所述co纳米颗粒的粒径为1～10nm。
6、依照本发明的一个方面，所述金属电极为磁性金属co、ni、nife中的任意一种，或为非磁性金属au、ag、cu中的一种；所述衬底为srtio3。
7、依照本发明的一个方面，在进行所述c60/co纳米复合巨磁阻器件的磁电阻效应测量时，电压源两端分别连接沟道两侧的金属电极，用两电极法测量测电阻。
8、基于同一发明构思，本发明还提供了上述c60/co纳米复合巨磁阻器件的制备方法，包括以下步骤：
9、步骤1：将清洗干净的衬底固定在样品托上放入热蒸发镀膜装置中，用物理掩膜法制备条状金属电极；
10、步骤2：取适量c60材料放入热蒸发镀膜装置中的第一蒸发源中，取适量co材料放入第二蒸发源中，将生长好金属电极的衬底放入热蒸发镀膜装置中的低温样品台上，调节低温样品台位置，使其距两个蒸发源距离相等；
11、步骤3：当真空低于1.0×10-5pa时，打开第一蒸发源和第二蒸发源的控制电源，调控第一蒸发源和第二蒸发源的输入电流大小来控制蒸发速率，使得第一蒸发源和第二蒸发源的蒸发速率的比值为6～10：1，沉积时间为1～6h，获得c60/co纳米复合薄膜。
12、依照本发明的一个方面，在步骤3中，沉积c60/co纳米复合薄膜时，采用液氮冷却衬底；所述co的沉积速率为
13、依照本发明的一个方面，所述co材料和c60材料均为粉末，纯度大于或等于99％。
14、基于同一发明构思，本发明还提供了上述c60/co纳米复合巨磁阻器件的应用，所述c60/co纳米复合巨磁阻器件应用于磁传感器及多阻态非易失磁存储。
15、与现有技术相比，本发明的有益效果：
16、(1)本发明的c60/co纳米复合巨磁阻器件在10k温度、6t的磁场、100μa的限制电流下，其磁电阻值可以高达8670000％；在10k温度、6t的磁场、100na的限制电流下，其磁电阻值仍可达176000％，具有巨大的磁电阻效应及高场磁电阻性能；
17、(2)本发明的c60/co纳米复合巨磁阻器件可以在5v和100na以内的条件下正常工作，其功率在0.5μw以下；
18、(3)本发明的c60/co纳米复合巨磁阻器件在磁场高于表现出线性磁电阻，且在高场下没有饱和迹象，具有非饱和线性磁电阻，在磁传感器领域具有潜在的应用；本发明的c60/co纳米复合巨磁阻器件采用横向结构，不仅制备工艺简单、经济易行，而且解决了传统垂直自旋阀中的界面扩散问题，极大提高了有机自旋器件的磁电阻效应；本发明的器件电阻可随外加磁场变化而连续变化，且撤去磁场后电阻值保持不变，能够实现非易失多电阻态存储模拟及简单的磁逻辑运算。
1.一种c60/co纳米复合巨磁阻器件，其特征在于，所述c60/co纳米复合巨磁阻器件为横向结构，其从下往上依次包括衬底、两个金属电极和c60/co纳米复合薄膜；所述c60/co纳米复合薄膜为纳米金属co颗粒随机分布于有机半导体c60基质中构成的复合薄膜材料；所述两个金属电极在同一水平面上且之间设有沟道，所述c60/co纳米复合薄膜连接所述两个金属电极并覆盖所述沟槽。
2.根据权利要求1所述的c60/co纳米复合巨磁阻器件，其特征在于，所述金属电极的厚度为10～30nm；所述c60/co纳米复合薄膜的厚度为50～400nm。
3.根据权利要求1所述的c60/co纳米复合巨磁阻器件，其特征在于，所述沟道的长度为1～20μm，所述沟道的宽度为1～20mm。
4.根据权利要求1所述的c60/co纳米复合巨磁阻器件，其特征在于，所述c60/co纳米复合薄膜由co纳米颗粒镶嵌在c60基质中组成，所述c60/co纳米复合薄膜中的c60与co的体积比为6～10：1，所述co纳米颗粒的粒径为1～10nm。
5.根据权利要求1所述的c60/co纳米复合巨磁阻器件，其特征在于，所述金属电极为磁性金属co、ni、nife中的任意一种，或为非磁性金属au、ag、cu中的一种；所述衬底为srtio3。
6.根据权利要求1所述的c60/co纳米复合巨磁阻器件，其特征在于，在进行所述c60/co纳米复合巨磁阻器件的磁电阻效应测量时，电压源两端分别连接沟道两侧的金属电极，用两电极法测量测电阻。
7.根据权利要求1-6任一所述的c60/co纳米复合巨磁阻器件的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：
8.根据权利要求7所述的c60/co纳米复合巨磁阻器件的制备方法，其特征在于，在步骤3中，沉积c60/co纳米复合薄膜时，采用液氮冷却衬底；所述co的沉积速率为
9.根据权利要求7所述的c60/co纳米复合巨磁阻器件的制备方法，其特征在于，所述co材料和c60材料均为粉末，纯度大于或等于99％。
10.根据权利要求1-6任一所述的c60/co纳米复合巨磁阻器件或权利要求7-9任一所述的制备方法制备得到的c60/co纳米复合巨磁阻器件的应用，其特征在于，所述c60/co纳米复合巨磁阻器件应用于磁传感器及多阻态非易失磁存储。
