用圓偏振光非接觸地進(jìn)行電流的切換，所以不需要在元件形成柵電極。因此，不需要用于柵電極的微細(xì)加工而元件的制造變得容易，同時(shí)不需要確保用于形成柵電極的區(qū)域，故可縮小源極部11與漏極部12的間距。例如，為了設(shè)置I μπι左右的柵電極，必須使源極部11與漏極部12的間隔隔開3 μπι左右。相對(duì)于此，若按第I實(shí)施方式的自旋極化晶體管元件10，可將源極部11與漏極部12的間隔設(shè)為數(shù)nm。因此，可使晶體管構(gòu)造小型化。而且，因?yàn)閳A偏振光的切換速度直接相賴于柵極調(diào)制速度，所以能夠以與目前的CMOS元件同等以上的速度而工作。
[0055]又，在通道部15以半導(dǎo)體材料形成的情況下，使圓偏振光照射到通道部15時(shí)，形成通道部15的半導(dǎo)體材料中的自旋可從價(jià)帶躍迀到傳導(dǎo)帶，因此可更高效率地使從源極部11注入的電流流向漏極部12。而且，在通道部15具有二維電子氣體層16的情況下，因?yàn)樽孕啥S電子氣體層16供給至通道部15，所以可高效率地進(jìn)行通道部15中的自旋角動(dòng)量的傳遞。
[0056](第2實(shí)施方式)
[0057]第2實(shí)施方式的自旋極化晶體管元件10是構(gòu)成為與第I實(shí)施方式的自旋極化晶體管元件10大致相同，且源極部11的磁化方向、漏極部12的磁化方向、流經(jīng)通道部15的自旋方向及從圓偏振光照射部51照射的圓偏振光的照射方向相異。以下，考慮到說明理解的容易性，而省略與第I實(shí)施方式的自旋極化晶體管元件10重復(fù)的說明，并以相異點(diǎn)為中心進(jìn)行說明。
[0058]圖5為說明第2實(shí)施方式的自旋極化晶體管元件為截止?fàn)顟B(tài)的自旋方向的示意圖。圖6為說明第2實(shí)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。
[0059]如圖5所示，源極部11朝基板18的面內(nèi)方向被磁化而具有磁矩SI I。又，漏極部12朝基板18的面內(nèi)方向被磁化而具有磁矩S12。磁矩Sll與磁矩S12朝向同一方向。圓偏振光未被照射到通道部15時(shí)，二維電子氣體層16內(nèi)的自旋SO方向雜亂。因此，源極部11與漏極部12之間不流通電流(截止?fàn)顟B(tài))。
[0060]再者，圖6表不照射圓偏振光的情況。如圖6所不，圓偏振光照射部51是以往通道部15的圓偏振光的進(jìn)入角度(即相對(duì)于通道部15的入射角度，且將與通道部15的表面方向平行的情況設(shè)為O度)為小于90度的角度的方式照射圓偏振光。在使自旋方向與基板面內(nèi)方向一致的情況下，朝基板面內(nèi)方向照射圓偏振光較為有效。即，源極部11及漏極部12朝基板18的面內(nèi)方向磁化時(shí)，圓偏振光照射部51以往通道部15的圓偏振光的進(jìn)入角度盡可能為低角、優(yōu)選為接近O度的角度的方式，而使圓偏振光朝基板面內(nèi)方向照射較為有效。從圓偏振光照射部51朝通道部15照射圓偏振光時(shí)，自旋SO與包含源極部11及漏極部12的平面方向，換言之與基板18的面內(nèi)方向一致(自旋S10)。S卩，通道部15的自旋方向與源極部11及漏極部12的磁化方向一致。因此，源極部11與漏極部12之間會(huì)流通電流(導(dǎo)通狀態(tài))。
[0061 ] 以上，若按第2實(shí)施方式的自旋極化晶體管元件10，則可達(dá)到與第I實(shí)施方式的自旋極化晶體管元件10相同的作用效果。
[0062](第3實(shí)施方式)
[0063]第3實(shí)施方式的自旋極化晶體管元件20是將第I實(shí)施方式的自旋極化晶體管元件10的一部分構(gòu)成要素排列多個(gè)的元件。以下，考慮到說明理解的容易性，而省略與第I實(shí)施方式的自旋極化晶體管元件10重復(fù)的說明，并以相異點(diǎn)為中心進(jìn)行說明。
[0064]圖7為說明第3實(shí)施方式的自旋極化晶體管元件20的示意圖。如圖7所示，自旋極化晶體管元件20具有使第I實(shí)施方式或第2實(shí)施方式的自旋極化晶體管元件10的一部分構(gòu)成要素在基板Btl上排列多個(gè)的構(gòu)造。S卩，自旋極化晶體管元件20具備作為第I實(shí)施方式或第2實(shí)施方式的自旋極化晶體管元件10的構(gòu)成要素的第I源極部11、第I漏極部12及第I通道部15。又，自旋極化晶體管元件20具備作為第I實(shí)施方式或第2實(shí)施方式的自旋極化晶體管元件10的構(gòu)成要素的第2源極部21、第2漏極部22及第2通道部25。第I源極部11、第I漏極部12、第2源極部21及第2漏極部22分別朝第I方向被磁化。
[0065]而且，其具備與第I實(shí)施方式或第2實(shí)施方式的自旋極化晶體管元件10所具備的圓偏振光照射部51大致相同的圓偏振光照射部71。本實(shí)施方式的圓偏振光照射部71與圓偏振光照射部51相較僅照射目標(biāo)(照射區(qū)域)相異且構(gòu)造相同。又，圓偏振光照射部71可連接于用于控制圓偏振光的波長(zhǎng)或圓偏振光的旋轉(zhuǎn)方向的圓偏振光控制部72。
[0066]圓偏振光照射部71為了控制第I通道部15及第2通道部25的自旋方向而朝第I通道部15及第2通道部25照射圓偏振光。圓偏振光照射部71可朝沿著第I方向的方向照射圓偏振光。
[0067]以上，若按第3實(shí)施方式的自旋極化晶體管元件20，則使用圓偏振光照射部71使圓偏振光照射到第I通道部15及第2通道部25，且在第I通道部15內(nèi)及第2通道部25內(nèi)自旋經(jīng)極化的電子被激發(fā)，使第I通道部15及第2通道部25的電阻發(fā)生變化。因此，與第I實(shí)施方式及第2實(shí)施方式的自旋極化晶體管元件10相同，可使晶體管構(gòu)造小型化。
[0068]又，若按第3實(shí)施方式的自旋極化晶體管元件20，則其具備在晶體管構(gòu)成要素間公共的圓偏振光照射部71，且可通過使圓偏振光照射到多個(gè)自旋極化晶體管，而統(tǒng)一控制多個(gè)自旋極化晶體管。
[0069](第4實(shí)施方式)
[0070]第4實(shí)施方式的自旋極化晶體管元件30構(gòu)成為與第3實(shí)施方式的自旋極化晶體管元件20大致相同，以各晶體管元件為單位進(jìn)一步具備圓偏振光照射部這一點(diǎn)相異。以下，考慮到說明理解的容易性，而省略與第3實(shí)施方式的自旋極化晶體管元件20重復(fù)的說明，并以相異點(diǎn)為中心進(jìn)行說明。
[0071]圖8為說明第4實(shí)施方式的自旋極化晶體管元件30的示意圖。如圖8所示，自旋極化晶體管元件30具有使第I實(shí)施方式或第2實(shí)施方式的自旋極化晶體管元件10在基板Btl上排列多個(gè)的構(gòu)造。即，自旋極化晶體管元件30具備具有與第I實(shí)施方式或第2實(shí)施方式的自旋極化晶體管元件10相同的構(gòu)造的自旋極化晶體管元件10A、1Bo自旋極化晶體管元件10AU0B分別具備第I圓偏振光照射部51和第2圓偏振光照射部61。第I源極部11、第I漏極部12、第2源極部21及第2漏極部22分別朝第I方向被磁化。
[0072]第I圓偏振光照射部51為了控制構(gòu)成第I通道部15的物質(zhì)內(nèi)的自旋而照射圓偏振光。第2圓偏振光照射部61為了控制構(gòu)成第2通道部25的物質(zhì)內(nèi)的自旋而照射圓偏振光。圓偏振光照射部71與第3實(shí)施方式的自旋極化晶體管的圓偏振光照射部71相同。
[0073]以上，若按第4實(shí)施方式的自旋極化晶體管元件30，則使用圓偏振光照射部71使圓偏振光照射到第I通道部15及第2通道部25，且在第I通道部15內(nèi)及第2通道部25內(nèi)自旋經(jīng)極化的電子被激發(fā)，第I通道部15及第2通道部25的電阻發(fā)生變化。因此，其與第3實(shí)施方式的自旋極化晶體管元件10相同，可使晶體管構(gòu)造小型化。
[0074]又，若按第4實(shí)施方式的自旋極化晶體管元件30，則其具備在晶體管構(gòu)成要素間公共的圓偏振光照射部71，且可通過使圓偏振光照射到多個(gè)自旋極化晶體管，而統(tǒng)一控制多個(gè)自旋極化晶體管。
[0075]而且，若按第4實(shí)施方式的自旋極化晶體管元件30，則其具備在晶體管構(gòu)成要素間獨(dú)立的第I圓偏振光照射部51及第2圓偏振光照射部61，且可通過將圓偏振光照射到多個(gè)自旋極化晶體管的每一個(gè)，而單獨(dú)控制多個(gè)自旋極化晶體管。
[0076]