上述各實施方式表示本發(fā)明的自旋極化晶體管的一例。本發(fā)明不限于各實施方式的自旋極化晶體管，也可變形或適用于其他裝置。
[0077]例如，在上述實施方式中，通道部15與源極部11及漏極部12直接接合，但通道部15也可經(jīng)由隧道層等與源極部11及漏極部12接合。即使為如此構(gòu)成的情況，也可實現(xiàn)自旋極化晶體管元件10。
[0078]又，上述實施方式說明將圓偏振光照射部51配置于被配置在基板18上的通道部15上方，且從基板表面?zhèn)日丈鋱A偏振光的例子，但也可將圓偏振光照射部51配置于基板18背面?zhèn)?，且從基?8的背面?zhèn)日丈鋱A偏振光。此時，可通過部分蝕刻使積層有通道部15的基板18較薄。即使為如此構(gòu)成的情況，也可由圓偏振光控制通道部15的自旋方向。
[0079]又，上述實施方式說明不需要在以往的場效應晶體管等中所見的柵電極的例子，但也可構(gòu)成為在通道部15上設有柵電極，同時具備圓偏振光照射部51。即，可使圓偏振光照射部51作為使用柵電極進行自旋控制的輔助機構(gòu)而工作。使其作為輔助機構(gòu)工作時，可為了進一步達成圓偏振光的效果，而例如使柵電極形成為較薄，或者如上述從基板18的背面?zhèn)日丈鋱A偏振光等。即使為如此構(gòu)成的情況，例如因為不需要針對照射圓偏振光的區(qū)域設置柵電極，所以也能夠縮小源極及漏極間的距離而小型化。又，因為可通過具備輔助機構(gòu)而降低應從柵電極施加的電壓，所以可簡化施加柵極電壓的機構(gòu)本身，就結(jié)果而言，可有助于元件的小型化。
[0080]又，雖然上述實施方式說明在圓偏振光照射部51照射圓偏振光的時間點，電流從源極部11流向漏極部12且晶體管成為導通狀態(tài)的例子，但也可在圓偏振光照射部51照射圓偏振光的時間點以晶體管成為截止狀態(tài)的方式控制通道部15的自旋。
[0081]又，雖然圖7和圖8表示使2個元件構(gòu)成要素排列的例子，但也可使3個以上元件構(gòu)成要素排列。又，也可使基板18、28公共化而不需要基板仏。而且，雖然說明第I源極部11、第I漏極部12、第2源極部21及第2漏極部22朝第I方向分別被磁化的例子，但也可為第I源極部11及第I漏極部12的磁化方向(例如第I方向)與第2源極部21及第2漏極部22的磁化方向(例如第2方向)為相異的方向。
[0082]又，雖然上述實施方式說明I個元件構(gòu)成要素具備源極部、漏極部及通道部的例子，但也可為相鄰的元件構(gòu)成要素的源極部與漏極部由I個構(gòu)件構(gòu)成。例如，如圖9所示，可使第I漏極部12及第2源極部21公共化而作為端子41。因為可如此兼用構(gòu)件，所以可使晶體管元件進一步小型化。又，也可使基板18、28共通化而作為基板42。
[0083][產(chǎn)業(yè)上的可利用性]
[0084]自旋極化晶體管元件10在產(chǎn)業(yè)上具有如下可利用性。自旋極化晶體管元件10可作為例如各產(chǎn)業(yè)領域的電氣電子零件來使用。例如，可作為面內(nèi)自旋晶體管或縱型納米柱等強磁性體/半導體混合構(gòu)造中的柵極控制來應用。
[0085]【符號說明】
[0086]10自旋極化晶體管元件
[0087]11源極部
[0088]12漏極部
[0089]14 GaAs摻雜層(半導體層)
[0090]15通道層
[0091]16 二維電子氣體層
[0092]51圓偏振光照射部
【主權(quán)項】
1.一種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，與所述源極部分離地并列設置且由在所述第I方向被磁化的強磁性體構(gòu)成； 通道部，配置于所述源極部與所述漏極部之間，且直接或經(jīng)由隧道層接合于所述源極部及所述漏極部；及 圓偏振光照射部，朝所述通道部照射用于控制所述通道部的自旋方向的圓偏振光。
2.如權(quán)利要求1所述的自旋極化晶體管元件，其中， 所述通道部由半導體材料形成，且所述圓偏振光照射部朝所述通道部照射具有相當于所述通道部的能帶隙能量以上的能量的波長的圓偏振光。
3.如權(quán)利要求2所述的自旋極化晶體管元件，其中， 所述通道部由砷化鎵(GaAs)形成。
4.如權(quán)利要求1?3中任一項所述的自旋極化晶體管元件，其中， 所述圓偏振光照射部朝沿著所述第I方向的方向照射圓偏振光。
5.如權(quán)利要求4所述的自旋極化晶體管元件，其中， 具備基板，所述源極部與所述漏極部形成于所述基板上，所述第I方向為垂直于基板的方向，且所述圓偏振光照射部朝沿著所述第I方向的方向照射圓偏振光。
6.如權(quán)利要求1?3中任一項所述的自旋極化晶體管元件，其中， 具備基板，所述源極部與所述漏極部形成于所述基板上，所述第I方向為基板面內(nèi)方向，且所述圓偏振光照射部以朝向所述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。
7.如權(quán)利要求1?6中任一項所述的自旋極化晶體管元件，其中， 所述通道部具有二維電子氣體層。
8.如權(quán)利要求1?7中任一項所述的自旋極化晶體管元件，其中， 所述源極部及所述漏極部的厚度為超過所述圓偏振光的進入長度的厚度。
9.如權(quán)利要求8所述的自旋極化晶體管元件，其中， 所述源極部及所述漏極部的厚度比所述通道部的厚度更厚。
10.一種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，與所述第I源極部分離地并列設置且由在所述第I方向被磁化的強磁性體構(gòu)成； 第I通道部，配置于所述第I源極部與所述第I漏極部之間，且直接或經(jīng)由隧道層接合于所述第I源極部及所述第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，與所述第2源極部分離地并列設置且由在所述第2方向被磁化的強磁性體構(gòu)成； 第2通道部，配置于所述第2源極部與所述第2漏極部之間，且直接或經(jīng)由隧道層接合于所述第2源極部及所述第2漏極部；及 圓偏振光照射部，朝所述第I通道部及所述第2通道部照射用于控制所述第I通道部及所述第2通道部的自旋方向的圓偏振光。
11.如權(quán)利要求10所述的自旋極化晶體管元件，其中， 具備: 第I圓偏振光照射部，為了控制構(gòu)成所述第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)成所述第2通道部的物質(zhì)內(nèi)的自旋而照射圓偏振光。
12.如權(quán)利要求10或11所述的自旋極化晶體管元件，其中， 所述第I源極部及所述第2源極部以及所述第I漏極部及所述第2漏極部的厚度為超過所述圓偏振光的進入長度的厚度。
13.如權(quán)利要求12所述的自旋極化晶體管元件，其中， 所述第I源極部及所述第I漏極部的厚度比所述第I通道部的厚度更厚， 所述第2源極部及所述第2漏極部的厚度比所述第2通道部的厚度更厚。
【專利摘要】本發(fā)明具備：源極部，由在第1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置且由在第1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，將用于控制通道部的自旋方向的圓偏振光朝通道部照射。
【IPC分類】H01L29-82
【公開號】CN104603951
【申請?zhí)枴緾N201380042691
【發(fā)明人】廣畑貴文
【申請人】獨立行政法人科學技術(shù)振興機構(gòu), 約克大學
【公開日】2015年5月6日
【申請日】2013年7月25日
【公告號】EP2887403A1, EP2887403A4, US20150200282, WO2014027555A1