本発明は、量子力学トンネル効果に基づくトリプルゲート又はマルチゲート素子に関する。本素子は、電子がトンネリング可能なギャップによって隔てられた少なくとも二つのトンネル電極を基質上に有する。本発明による素子は、ギャップに電界を印加して、その電界による偏向によって、トンネル電極の間をトンネリングする電子の経路を延ばすための手段を有する。一般的に、トンネル電極の間のトンネル電流の方向に対して垂直で、かつ基質に対して平行に延びる電界成分を有する電界をギャップに印加するための手段を配備することができる。トンネル電極の間のトンネル電流は、電子がギャップ内を進む経路長に対して指数関数的に依存するので、そのような電界は、トンネリング確率に対して、、そのため制御すべきトンネル電流に対して大きな逆増幅率を有する。そのような素子は、例えば、大きな増幅率の非常に速いスイッチングトランジスタとして動作することができ、そのため半導体であってはならない。
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【課題】電流注入位置や出力電圧検出位置の設計の自由度が高い磁気センサーを提供することを目的とする。
【解決手段】磁気センサーにおいて、基体１と、基体１上に設けられた非磁性導電層２と、非磁性導電層２の第一の部分及び基体１上に亘って設けられた磁化固定層３と、非磁性導電層２の第一の部分とは異なる第二の部分及び基体１上に亘って設けられた磁化自由層４と、磁化固定層３及び磁化自由層４のうちの少なくとも一方の層における非磁性導電層２と重なる部分上に設けられ、且つ一方の層の電気抵抗率よりも低い電気抵抗率を有する非磁性低抵抗層１０ａ，１０ｂと、を備える。 （もっと読む）

【課題】磁気素子本体に電流を流すことなく、磁性体電極の磁化反転が可能な磁気素子及び集積回路並びに磁気ランダムアクセスメモリを提供する。
【解決手段】磁気素子１は、基板６上に第１の強磁性体電極３及び第２の強磁性体電極４を隔置し磁気素子本体２と、第１の強磁性体電極３に接触して高スピンホール効果を有する電極５を配設し、高スピンホール効果を有する電極５に電流を流して第１の強磁性体電極３へスピン注入して磁化反転する。磁気素子本体２へ電流を流すのではなく、高スピンホール効果を有する電極５に電流を流すことでスピンホール効果によるスピン分極を発生させ、第１の強磁性体電極３への移行により磁化反転できる。高インピーダンスの微小磁気メモリ素子及び磁気論理素子やスピン電界効果トランジスタを多段に接続した再構成可能微小磁気論理素子の磁化反転が可能となる。 （もっと読む）

【課題】積層方向の高さを低くして小型化を達成することにより、分解能を向上することが可能な磁気センサーを提供することを目的とする。
【解決手段】磁気センサー１００ａにおいて、非磁性導電層５と、非磁性導電層５の第一の部分上に設けられた磁化自由層６と、非磁性導電層５の第一の部分とは異なる第二の部分上に設けられた磁化固定層７と、非磁性導電層５及び磁化自由層６を間に挟んで対向する上部第一磁気シールド層１１及び下部第一磁気シールド層１と、非磁性導電層５及び磁化固定層７を間に挟んで対向する上部第二磁気シールド層１２及び下部第二磁気シールド層２と、下部第二磁気シールド層２と非磁性導電層５との間に設けられた電気絶縁層３と、を備え、下部第一磁気シールド層１は下部第二磁気シールド層２よりも非磁性導電層５に近く配置されている。 （もっと読む）

【課題】 スピントロニクスデバイス及び情報伝達方法に関し、スピン波スピン流による長距離輸送を可能にする具体的手段を提供する。
【解決手段】 磁性誘電体層と、前記磁性誘電体層上に設けられたＰｔ、Ａｕ、Ｐｄ、Ａｇ、Ｂｉ、またはそれらの合金、或いは、ｆ軌道を有する元素等のスピン軌道相互作用の大きな元素からなる少なくとも一つの金属電極とを備え、前記磁性誘電体層と前記金属電極との界面でスピン波スピン流−純スピン流の交換を行う。 （もっと読む）

【課題】素子抵抗が低く、且つ、スピン偏極電子注入効率、又はスピン依存散乱効率の高いスピンフィルタ効果素子、及び、そのようなスピンフィルタ効果素子を用いたスピントランジスタを提供する。
【解決手段】本発明に係るスピントランジスタ１０は、強磁性層ＳＭを含む強磁性積層体を有するソース電極層３と、強磁性層ＤＭを含む強磁性積層体を有するドレイン電極層７と、ソース電極層３及びドレイン電極層７が設けられた半導体層９と、半導体層９に直接又はゲート絶縁層ＧＩを介して設けられたゲート電極層ＧＥとを備え、ソース電極層３とドレイン電極層７のうち少なくとも一方は、半導体層９と強磁性積層体ＳＭ、ＤＭとの間に介在する酸化物半導体層ＳＯ、ＤＯをさらに有し、酸化物半導体層ＳＯ、ＤＯは、半導体層９と、強磁性積層体との間のトンネル障壁を形成することを特徴とする。 （もっと読む）

【課題】
３次元磁気センサの小型化、薄型化を図るために、高さの小さいＺ軸用マグネトインピーダンスセンサ素子を提供すること。
【解決手段】
Ｚ軸用マグネトインピーダンスセンサ素子は、非磁性体からなる基板と磁性アモルファスワイヤと磁性アモルファスワイヤ被覆絶縁体と磁性アモルファスワイヤ被覆絶縁体の周囲に形成された検出コイルと、これらを被覆する矩形状の素子絶縁体とを有し、素子絶縁体の端面に電極端子を有するものである。 （もっと読む）

【課題】 ＭＲ比を高めることが可能な半導体スピンデバイス、及び、特に、ソースとドレインとの間のＭＲ比を向上させることが可能なスピンＦＥＴを提供する。
【解決手段】 スピンＭＯＳＦＥＴにおけるソース側の界面抵抗とドレイン側の界面抵抗の値は本来異なっているが、この界面におけるトンネル障壁層の厚みを調整することにより、これらを略一致させる。これにより、スピンＭＯＳＦＥＴにおける電気的な対称性が確保され、この場合の条件を解析すると、ＭＲ比が高くなることが見出された。 （もっと読む）

【課題】規則性の高い結晶構造を持つホイスラー合金を用いたＴＭＲ比が高いトンネル磁気抵抗効果素子を提供する。
【解決手段】体心立方格子構造を有する強磁性層１２上には、体心立方格子構造を有するＣｒ層１３が形成されている。さらに、Ｃｒ層１３上には、ホイスラー合金層１４、トンネルバリア層１５、ホイスラー合金層１６が順次形成されている。 （もっと読む）

【課題】強磁性層が１層のみで構成されるシンプルな構造のスピンホール効果素子を用いて、熱揺らぎを低減して高感度な信号検出を実現する磁気センサを得る。
【解決手段】非磁性体スピンホール効果層１３，非磁性絶縁体層１２，強磁性層１１が積層された積層膜と、非磁性体スピンホール効果層１３の側面に接続された非磁性体端子対１４１，１４２と、積層膜の膜厚方向に電流を印加する手段１６１とを備え、非磁性体スピンホール効果層１３の厚みは、非磁性体スピンホール効果層を構成する材料のスピン拡散長の２倍よりも薄く、外部磁場により磁化された強磁性層１１の磁化の向きを、非磁性体端子対１４１，１４２の両端に生じる電圧の極性によって検出する。 （もっと読む）

【課題】小型化と高感度化を両立させることが可能な磁界検出素子を提供する。
【解決手段】感磁部となる軟磁性体膜１１と、電流の方向が逆向きとなるように巻き回され電気的に直列に接続された２つの平面スパイラルコイル１４ａ，１４ｂとを少なくとも備える磁界検出素子１０Ａであって、軟磁性体膜１１は、２つの平面スパイラルコイル１４ａ，１４ｂの渦巻き中心間を結ぶ直線に対し略平行となるように配置され、渦巻き中心間の同相磁界発生部にて電流を通電するよう電極１２ａ，１２ｂが形成されており、軟磁性体膜１１の通電部１１ｃはコイルの電流方向と略直交して横切るように配され、さらに軟磁性体膜１１は、渦巻き中心間より外側の逆相磁界発生部に、通電部１１ｃの外側に同一平面内で連続した集磁部１１ａ，１１ｂを有し、集磁部１１ａ，１１ｂは、通電部１１ｃの幅よりも幅が広くなったパターンを有する。 （もっと読む）

【課題】Rashbaスピン軌道相互作用とキャリア経路の分岐により、キャリアスピン上向き下向きを制御することを可能とし、さらにスピン偏極度に依存して、ドレイン電流が流れる超伝導接合を用いることにより、ドレイン電流の大きさをゲート電極で制御するスピントランジスタを実現する。
【解決手段】強磁性体電極（ソース）１０１と、超伝導体電極（ドレイン）１０２と、第１ゲート電極１０３と、第２ゲート電極１０４と、ゲートコンタクト層１０５と、２次元電子ガスが形成されているチャネル層１０６と、スペーサ層１０７と、キャリア供給層１０８と、バッファ層１０９と、基板１１０とを備えて、Rashbaスピン軌道相互作用とキャリア経路の分岐により、キャリアスピン上向き下向きを制御することを可能とするゲート電極と、超伝導体により形成されたドレイン電極を用いることにより、スピン偏極度によりドレイン電流が制御可能である。 （もっと読む）

【課題】トランジスタ内に含まれる強磁性体に磁化状態によって情報を記憶し、キャリアのスピンの向きに依存するトランジスタの出力特性を用いて情報を読み出す不揮発性メモリを提供すること。
【解決手段】絶縁性の強磁性体からなるトンネル障壁３８５と該トンネル障壁３８５を挟み込む強磁性体からなるソース３８１及び非磁性体または強磁性体からなるドレイン３８３とにより形成されるトンネル接合構造と、前記トンネル障壁３８５に対して形成されるゲート電極３９１と、を有するトランジスタ。 （もっと読む）

【課題】トランジスタ内に含まれる強磁性体に磁化状態によって情報を記憶し、キャリアのスピンの向きに依存するトランジスタの出力特性を用いて情報を読み出す不揮発性メモリを提供すること。
【解決手段】絶縁性の非磁性体からなるトンネル障壁３６５と該トンネル障壁３６５を挟み込む強磁性体からなるソース３６１及び強磁性体からなるドレイン３６３とにより形成されるトンネル接合構造と、前記トンネル障壁３６５に対して形成されるゲート電極３７１と、を有するトランジスタ。 （もっと読む）

【課題】スピン流熱変換素子及び熱電変換素子に関し、熱的にスピン流を生成するとともに、その具体的応用を実現する素子を提供する。
【解決手段】強磁性体部材或いは強磁性体を含有する導電性部材のいずれかからなる熱スピン流発生部材１に、熱スピン流発生部材１に温度勾配を形成する温度勾配形成手段２を設ける。このように、熱スピン流発生部材１自体が磁化している場合に、熱スピン流発生部材１に熱勾配を与えるだけで、アップスピン流とダウンスピン流に差ができるので、熱的にスピン流を発生させることができる。 （もっと読む）

【課題】半導体層に対するスピンフィルタ効果が十分に高いスピンフィルタ効果素子、及びソース・ドレイン電極間の磁気抵抗率が十分に高いスピントランジスタと提供する。
【解決手段】本発明に係るスピントランジスタ１０は、ソース電極層３と、ドレイン電極層７と、ソース電極層３及びドレイン電極層７が設けられた半導体層９と、半導体層９に直接又はゲート絶縁層ＧＩを介して設けられたゲート電極層ＧＥとを備え、ソース電極層３とドレイン電極層７のうち少なくとも一方は、半導体層９に接する強磁性絶縁層ＳＩ，ＤＩと、強磁性絶縁層ＳＩ，ＤＩの半導体層９側とは反対側に接する金属層ＳＥ，ＤＥとを有し、強磁性絶縁層ＳＩ，ＤＩは半導体層９と金属層ＳＥ，ＤＥ間のトンネル障壁を形成し、半導体層９と金属層ＳＥ、ＤＥは互いに直接接触させた場合にショットキー接触する材料からなることを特徴とする。 （もっと読む）

スピントランジスタ及びその駆動方法を開示する。開示されたスピントランジスタは、特定方向のスピン分極された電子を選択的に通過させる磁性物質で形成されたチャネルと、磁性物質で形成されたソースと、ドレインとゲート電極とを備える。該ゲート電極に所定電圧を印加すれば、該チャネルは特定方向にスピン分極された電子のみを選択的に通過させ、したがって、トランジスタは選択的にターンオンされる。
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【課題】高抵抗の強磁性体をトンネル障壁に用い、室温かつ低外部磁界で、非常に大きなＴＭＲを有するスピンフィルタ効果素子を提供する。
【解決手段】
非磁性層からなる第１の電極１１と、第１の電極１１上のマグネタイトを除く高抵抗の強磁性スピネルフェライト膜１２と、強磁性スピネルフェライト膜１２上の絶縁膜１６と、絶縁膜１６上の強磁性層からなる第２の電極１３Ａと、が順に配置され、高抵抗の強磁性スピネルフェライト膜１２が、電子に対してスピンに依存したトンネル障壁として作用し、絶縁膜１６が電子に対してスピンに依存しないトンネル障壁として作用し、かつ、強磁性スピネルフェライト膜１２と第２の電極となる強磁性層１３Ａとの磁気的結合を弱める作用する。室温において、低磁界で非常に高い磁気抵抗変化率が得られる。 （もっと読む）

【課題】ソース電極とドレイン電極の磁気抵抗変化率が十分大きなスピントランジスタ及びこのようなスピントランジスタを使用した半導体メモリを提供する。
【解決手段】本発明に係るスピントランジスタ１は、強磁性体からなるソース電極層Ｓと、強磁性体からなるドレイン電極層Ｄと、ソース電極層Ｓ及びドレイン電極層Ｄが設けられ、ソース電極層Ｓにショットキー接触した半導体ＳＵＢと、半導体ＳＵＢ上に直接又はゲート絶縁層ＧＩを介して設けられたゲート電極層ＧＥと、半導体ＳＵＢ上にソース電極層Ｓを介して設けられ、ソース電極層Ｓを構成する強磁性体の磁化方向ＳＭと同方向にスピン偏極した電子ｅｍを注入するスピンフィルタ層Ｆとを備えることを特徴とする。 （もっと読む）

【課題】半導体層上にエピタキシャル成長したホイスラー合金を有する積層体、及び前記ホイスラー合金を有する積層体を用いたスピンＭＯＳ電界効果トランジスタ及びトンネル磁気抵抗効果素子などの半導体装置を提供する。
【解決手段】半導体基板３１の表面領域には不純物拡散層３２が形成され、不純物拡散層３２上には、（００１）配向したＭｇＯ層３３が形成されている。さらに、ＭｇＯ層３３上には、エピタキシャル成長したホイスラー合金３４が形成されている。 （もっと読む）