自旋晶體管:使晶體管實(shí)現(xiàn)非易失化
作為信息的載體，除了原來(lái)的電荷之外，還有利用自旋現(xiàn)象的晶體管(Spin Transistor)。自旋晶體管不僅可使晶體管實(shí)現(xiàn)非易失化，還可以削減開(kāi)關(guān)能量。估計(jì)2020年以后會(huì)實(shí)用化。 以前一提到自旋晶體管，大多是指通過(guò)柵極電場(chǎng)使通道自旋狀態(tài)反轉(zhuǎn)的“自旋FET”。自旋FET除了具有非易失性之外，與現(xiàn)有MOSFET相比，還能夠降低開(kāi)關(guān)能量。原因是，使通道自旋狀態(tài)反轉(zhuǎn)所需的能量低于現(xiàn)有形成MOSFET通道所需要的能量。不過(guò)，自旋FET還面臨著實(shí)現(xiàn)使通道自旋狀態(tài)反轉(zhuǎn)所需的0.1～1μm級(jí)長(zhǎng)度通道等諸多實(shí)用化課題。
自旋FET和自旋MOSFET
提到自旋晶體管，以前多指利用柵極電場(chǎng)來(lái)改變自旋方向的自旋FET(a)。但*近，更接近實(shí)用化的自旋MOSFET的研究開(kāi)發(fā)日益活躍起來(lái)(b)。
與上面提到的元件相比，作為更接近實(shí)用的自旋晶體管，“自旋MOSFET”獲得青睞。自旋MOSFET是向普通MOSFET的源漏極部分導(dǎo)入強(qiáng)磁體，從而使晶體管實(shí)現(xiàn)非易失化的嘗試。由于開(kāi)關(guān)原理與MOSFET基本相同，因此技術(shù)障礙相對(duì)較低。
自旋MOSFET利用源極與漏極磁化方向的平行或反平行形成的源漏極間的阻力不同現(xiàn)象，使晶體管實(shí)現(xiàn)非易失化。盡管功能類似于MOSFET與MTJ(磁性隧道結(jié))元件的組合，但“自旋MOSFET更容易支持低電壓下的工作”
