自旋極化晶體管元件的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明是關(guān)于一種自旋極化晶體管元件。
【背景技術(shù)】
[0002]以往，作為自旋極化晶體管元件，已知一種自旋極化晶體管元件，其具備:源極及漏極，包含強磁性體；非磁性體的通道層，直接或經(jīng)由隧道絕緣層與該源極及該漏極形成接合；與柵電極，在該通道層上直接或經(jīng)由柵極絕緣體層而設(shè)置，并控制通道層的電位(例如，參照專利文獻I和非專利文獻I)。專利文獻I及非專利文獻I記載的晶體管通過使用柵電極對通道層施加電場且旋轉(zhuǎn)控制通道層內(nèi)的電子自旋，而控制源極與漏極之間的電流的接通/斷開。
[0003]先前技術(shù)文獻
[0004]專利文獻
[0005]專利文獻1:日本特開2011-187861號公報
[0006]非專利文獻
[0007]非專利文獻1:S.Da1:ta and B.Das 著，“Electronic analog of the electroopticmodulator，，，Applied Physics Letters, 1990 年 2 月 12 日，pp.665 ?667

【發(fā)明內(nèi)容】

[0008]發(fā)明要解決的課題
[0009]隨著近年來硬件小型化，對于晶體管也要求小型化。然而，在專利文獻I及非專利文獻I記載的晶體管，因為必須在源極與漏極之間確保用于配置電壓施加用的柵電極的空間，所以源極及漏極的配置自由度會受限。因此，就結(jié)果而言，有難以進行晶體管的小型化之虞。本技術(shù)領(lǐng)域期望具有可小型化的構(gòu)造的晶體管。
[0010]解決課題的手段
[0011]本發(fā)明的一方式的自旋極化晶體管元件具備:源極部，由在第I方向被磁化的強磁性體構(gòu)成；漏極部，與源極部分離地并列設(shè)置且由在第I方向被磁化的強磁性體構(gòu)成；通道部，配置于源極部與漏極部之間，且直接或經(jīng)由隧道層接合于源極部及漏極部；及圓偏振光照射部，朝通道部照射用于控制通道部的自旋方向的圓偏振光。
[0012]通過如此構(gòu)成，使用圓偏振光照射部對通道部照射圓偏振光，而在通道部，自旋經(jīng)極化的電子被激發(fā)，通道部的電阻發(fā)生變化。如此，因為可利用圓偏振光非接觸地控制自旋方向，舉例而言，可通過僅照射圓偏振光來控制自旋方向而不需要柵電極，從而提升源極部及漏極部的配置自由度，或可通過并用電壓施加與圓偏振光照射，而簡化用于施加電壓的機構(gòu)本身。因此，可使晶體管元件小型化，且可提升該元件設(shè)計的自由度。
[0013]在一實施方式，可為通道部由半導(dǎo)體材料形成，且圓偏振光照射部朝通道部照射具有相當于通道部的能帶隙能量以上的能量的波長的圓偏振光。通過如此構(gòu)成，圓偏振光被照射到通道部時，形成通道部的半導(dǎo)體材料中的自旋可從價帶躍迀到傳導(dǎo)帶。因此，可更高效率地使從源極部注入的電流流向漏極部。
[0014]在一實施方式，可為通道部由砷化鎵(GaAs)形成。通過如此構(gòu)成，通過由圓偏振光照射部朝通道部照射具有相當于與GaAs的能帶隙能量相同或略高的能量的波長的圓偏振光，可使通道部的自旋從價帶躍迀到傳導(dǎo)帶。因此，可更高效率地使從源極部注入的電流流向漏極部。
[0015]在一實施方式，可為圓偏振光照射部朝沿著第I方向的方向照射圓偏振光。在一實施方式，可為具備基板，源極部與漏極部形成于基板上，所述第I方向為垂直于基板的方向，且圓偏振光照射部朝沿著第I方向的方向照射圓偏振光。在一實施方式，可為具備基板，源極部與漏極部設(shè)于所述基板上，第I方向為基板面內(nèi)方向，且圓偏振光照射部以朝向通道部的圓偏振光的進入角度為小于90度的角度的方式照射圓偏振光。
[0016]通過如此構(gòu)成，因為可照射圓偏振光而使通道部的自旋方向與第I方向即源極部及漏極部的磁化方向一致，所以可使從源極部注入的電流流向漏極部。
[0017]在一實施方式，可為通道部具有二維電子氣體層。通過如此構(gòu)成，因為自旋由二維電子氣體供給，所以可高效率地進行通道部中的自旋的角動量的傳遞。
[0018]在一實施方式，可為源極部及漏極部的厚度為超過圓偏振光的進入長度的厚度。在一實施方式，可為源極部及漏極部的厚度比通道部的厚度更厚。
[0019]通過如此構(gòu)成，即使在光被照射到源極部及漏極部的情況下，也可僅控制通道部的自旋。
[0020]又，本發(fā)明的其他方式的自旋極化晶體管元件具備:第I源極部，由在第I方向被磁化的強磁性體構(gòu)成；第I漏極部，與第I源極部分離地并列設(shè)置且由在第I方向被磁化的強磁性體構(gòu)成；第I通道部，配置于第I源極部與第I漏極部之間，且直接或經(jīng)由隧道層接合于第I源極部及第I漏極部；第2源極部，由在第2方向被磁化的強磁性體構(gòu)成；第2漏極部，與第2源極部分離地并列設(shè)置且由在第2方向被磁化的強磁性體構(gòu)成；第2通道部，配置于第2源極部與第2漏極部之間，且直接或經(jīng)由隧道層接合于第2源極部及第2漏極部；及圓偏振光照射部，朝第I通道部及第2通道部照射用于控制第I通道部及第2通道部的自旋方向的圓偏振光。
[0021]通過如此構(gòu)成，通過圓偏振光照射部，圓偏振光被照射到第I通道部及第2通道部，在第I通道部及第2通道部，自旋經(jīng)極化的電子被激發(fā)，第I通道部及第2通道部的電阻發(fā)生變化。因此，可不使用柵電極而使從第I源極部及第2源極部注入的電流流向第I漏極部及第2漏極部。因此，可使晶體管元件小型化。而且，可通過將圓偏振光照射到多個自旋極化晶體管，而統(tǒng)一控制多個自旋極化晶體管。
[0022]在一實施方式，可具備:第I圓偏振光照射部，為了控制構(gòu)成第I通道部的物質(zhì)內(nèi)的自旋而照射圓偏振光；及第2圓偏振光照射部，為了控制構(gòu)成第2通道部的物質(zhì)內(nèi)的自旋而照射圓偏振光。通過如此構(gòu)成，可實現(xiàn)多個自旋極化晶體管的統(tǒng)一控制與單獨控制。
[0023]在一實施方式，可為第I源極部及第2源極部以及第I漏極部及第2漏極部的厚度為超過圓偏振光的進入長度的厚度。在一實施方式，可為第I源極部及第I漏極部的厚度比第I通道部的厚度更厚，且第2源極部及第2漏極部的厚度比第2通道部的厚度更厚。
[0024]通過如此構(gòu)成，即使在光被照射到源極部及漏極部的情況下，也可僅控制通道部的自旋。
[0025]發(fā)明的效果
[0026]如以上說明，若按本發(fā)明的各種方式及實施方式，則可提供具有可小型化的構(gòu)造的晶體管元件。
【附圖說明】
[0027]圖1為說明第I實施方式的自旋極化晶體管元件的概略剖面圖。
[0028]圖2為說明由圓偏振光照射部進行的自旋控制的示意圖。
[0029]圖3為說明第I實施方式的自旋極化晶體管元件為截止狀態(tài)的自旋方向的示意圖。
[0030]圖4為說明第I實施方式的自旋極化晶體管元件為導(dǎo)通狀態(tài)的自旋方向的示意圖。
[0031]圖5為說明第2實施方式的自旋極化晶體管元件為截止狀態(tài)的自旋方向的示意圖。
[0032]圖6為說明第2實施方式的自旋極化晶體管元件為導(dǎo)通狀態(tài)的自旋方向的示意圖。
[0033]圖7為說明第3實施方式的自旋極化晶體管元件的示意圖。
[0034]圖8為說明第4實施方式的自旋極化晶體管元件的示意圖。
[0035]圖9為說明實施方式的自旋極化晶體管元件的變形例的示意圖。
【具體實施方式】
[0036][實施發(fā)明的方式]
[0037]以下，參照附圖具體說明本發(fā)明的實施方式。此外，在附圖的說明中，對同一要素附加同一符號，并省略重復(fù)的說明。又，附圖的尺寸比例未必與所說明的一致。
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