阅读说明：本技术 一种基于分子器件的微弱磁场探测器 (Weak magnetic field detector based on molecular device ) 是由 不公告发明人 于 2020-05-20 设计创作，主要内容包括：本发明提供了一种基于分子器件的微弱磁场探测器,在源极和漏极间设置有机分子,在有机分子侧面设置四氧化三铁颗粒。在交变微弱磁场的作用下,四氧化三铁颗粒发生微振动,从而改变四氧化三铁颗粒与有机分子之间的距离,从而改变源极与漏极之间的势垒,改变源极与漏极之间的导电特性,根据导电特性的变化确定微弱磁场。因为,电极间有机分子的势垒对有机分子周围的环境非常敏感,而且四氧化三铁颗粒的微振动对交变磁场非常敏感,所以本发明能够实现高灵敏度的微弱磁场测量。另外,本发明中尺寸小；本发明基于电磁学原理实现磁场测量的,易于集成,在微弱磁场探测领域具有重要的应用前景。(The invention provides a weak magnetic field detector based on a molecular device, wherein organic molecules are arranged between a source electrode and a drain electrode, and ferroferric oxide particles are arranged on the side surface of the organic molecules. Under the action of an alternating weak magnetic field, the ferroferric oxide particles vibrate slightly, so that the distance between the ferroferric oxide particles and organic molecules is changed, the potential barrier between a source electrode and a drain electrode is changed, the conductive characteristic between the source electrode and the drain electrode is changed, and the weak magnetic field is determined according to the change of the conductive characteristic. Because the potential barrier of the organic molecules between the electrodes is very sensitive to the environment around the organic molecules and the micro-vibration of the ferroferric oxide particles is very sensitive to the alternating magnetic field, the method can realize high-sensitivity weak magnetic field measurement. In addition, the invention has small size; the invention realizes magnetic field measurement based on the electromagnetic principle, is easy to integrate, and has important application prospect in the field of weak magnetic field detection.)

一种基于分子器件的微弱磁场探测器

技术领域

本发明涉及微弱磁场探测领域，具体涉及一种基于分子器件的微弱磁场探测器。

背景技术

磁场强度是重要的基础物理量。磁场强度的测量涉及到生活生产中的各个领域。传统磁场测量是基于霍尔效应、电磁感应的，器件尺寸大、测量灵敏度低，不能实现微弱磁场测量。

发明内容

为解决以上问题，本发明提供了一种基于分子器件的微弱磁场探测器，该微弱磁场探测器包括电绝缘层、源极、漏极、分子、四氧化三铁颗粒。源极、漏极、分子、四氧化三铁颗粒置于电绝缘层上，分子延伸于源极和所述漏极间，四氧化三铁颗粒置于分子的侧面。使用时，在待测微弱磁场的作用下，四氧化三铁颗粒发生微振动，从而改变四氧化三铁颗粒与分子之间的距离，改变源极与漏极之间的势垒，从而改变源极与漏极间的导电特性，通过该导电特性确定微弱磁场。

更进一步地，源极和漏极的材料为金或石墨烯。

更进一步地，分子为十二烷基硫醇、蒽硫醇、辛二硫醇。

更进一步地，四氧化三铁颗粒的尺寸为10纳米-100纳米。

更进一步地，四氧化三铁颗粒与有机分子间的距离为0纳米-20纳米。

更进一步地，四氧化三铁颗粒的个数为多个。

更进一步地，四氧化三铁颗粒分布在有机分子的两侧。

更进一步地，四氧化三铁颗粒的尺寸不相同。

本发明的有益效果：本发明提供了一种基于分子器件的微弱磁场探测器，在源极和漏极间设置有机分子，在有机分子侧面设置四氧化三铁颗粒。在交变微弱磁场的作用下，四氧化三铁颗粒发生微振动，从而改变四氧化三铁颗粒与有机分子之间的距离，从而改变源极与漏极之间的势垒，改变源极与漏极之间的导电特性，根据导电特性的变化确定微弱磁场。因为，电极间有机分子的势垒对有机分子周围的环境非常敏感，而且四氧化三铁颗粒的微振动对交变磁场非常敏感，所以本发明能够实现高灵敏度的微弱磁场测量。另外，本发明中尺寸小；本发明基于电磁学原理实现磁场测量的，易于集成，在微弱磁场探测领域具有重要的应用前景。

以下将结合附图对本发明做进一步详细说明。

附图说明

图1是基于分子器件的微弱磁场探测器的示意图。

图2是又一种基于分子器件的微弱磁场探测器的示意图。

图中：1、源极；2、漏极；3、有机分子；4、四氧化三铁颗粒。

具体实施方式

为进一步阐述本发明达成预定目的所采取的技术手段及功效，以下结合附图及实施例对本发明的具体实施方式、结构特征及其功效，详细说明如下。

实施例1

本发明提供了一种基于分子器件的微弱磁场探测器，如图1所示，该微弱磁场探测器包括电绝缘层、源极1、漏极2、有机分子3、四氧化三铁颗粒4。源极1、漏极2、有机分子3、四氧化三铁颗粒4置于电绝缘层上。源极1和漏极2为金或石墨烯。有机分子3延伸于源极1和漏极2间，有机分子3与源极1、漏极2连接，连接的方式可以为物理上的接触、共价键连接、化学吸附。有机分子3为十二烷基硫醇、蒽硫醇、辛二硫醇，但是不限于此，能够被连接于源极1和漏极2间，并且能够导电的有机分子，均在本发明的保护范围内。四氧化三铁颗粒4置于有机分子3的侧面。四氧化三铁颗粒4的尺寸为10纳米-100纳米，以便于更好地吸收交变磁场的能量。

使用时，在待测微弱磁场的作用下，四氧化三铁颗粒4发生微振动，从而改变四氧化三铁颗粒4与有机分子3之间的距离，改变源极1与漏极2之间的势垒，从而改变源极1与漏极2间的导电特性，通过该导电特性确定待测微弱磁场。因为，源极1和漏极2间的有机分子3的形成的势垒对有机分子3周围的环境非常敏感，而且四氧化三铁颗粒4的微振动对交变磁场非常敏感，所以本发明能够实现高灵敏度的微弱磁场测量。另外，本发明中尺寸小；本发明基于电磁学原理实现磁场测量的，易于集成，在微弱磁场探测领域具有重要的应用前景。

另外，四氧化三铁颗粒4在交变磁场作用下，会产生热量，由于热传递或热辐射，有机分子3的温度升高，提高电子在有机分子3中电荷输运能力，提高有机分子3的导电能力。所以，因为该方面的机制，本发明的探测灵敏度更高。

更进一步地，四氧化三铁颗粒4与有机分子3间的距离为0纳米-20纳米，以提高四氧化三铁颗粒4对有机分子3导电特性的影响。当然，该距离也可以变大，这取决于待测磁场的强度。也就是说，在探测较强磁场时，四氧化三铁颗粒4与有机分子3间的距离可以增大。

更进一步地，四氧化三铁颗粒4还可以在有机分子3的上面，也就是四氧化三铁颗粒4可以压住有机分子3。这样一来，当交变磁场作用到四氧化三铁颗粒4时，四氧化三铁颗粒4产生微振动，从而导致有机分子3形变，该形变有利于有机分子3暂时性捕获更多电荷，然后这些电荷传递到漏极2。另一方面，四氧化三铁颗粒4与有机分子3接触，也有利于更多地提高有机分子3的温度，提高有机分子3的导电特性。所以，在有机分子3上面设置四氧化三铁颗粒4能够实现更高灵敏度的微弱磁场探测。

由于在本发明中四氧化三铁颗粒4既可以设置在有机分子3的侧面，又可以设置在有机分子3的上面，所以，在测量灵敏度要求不高的时候，实验中可以不必准确设置四氧化三铁颗粒4的位置，降低了实验难度。

实施例2

在实施例1的基础上，如图2所示，四氧化三铁颗粒4的个数为多个。四氧化三铁颗粒4分布在有机分子3的两侧。四氧化三铁颗粒4的尺寸不相同。不同尺寸的四氧化三铁颗粒4这有利于四氧化三铁颗粒4吸收不同频率的交变磁场。在有机分子3两侧设置四氧化三铁颗粒4，有利于更多地改变有机分子3形成的势垒，更多地改变源极1和漏极2间的导电特性，提高磁场探测的灵敏度。

以上内容是结合具体的优选实施方式对本发明所作的进一步详细说明，不能认定本发明的具体实施只局限于这些说明。对于本发明所属技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干简单推演或替换，都应当视为属于本发明的保护范围。