JP2011071395A - スピン偏極キャリア生成素子およびスピン偏極キャリアの生成方法 - Google Patents
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Abstract
【解決手段】半導体チャネル領域101と、半導体チャネル領域101にキャリアを生成させるキャリア生成部102と、半導体チャネル領域101に磁場強度が変化している磁場勾配を形成する磁場勾配印加部103とを備える。キャリア生成部102は、例えば、半導体チャネル領域101に導入した不純物である。半導体チャネル領域101の端部に、スピンの方向が確率的に一方に偏っている状態であるスピン偏極したキャリア(スピン偏極キャリア)を生成させることができる。
【選択図】 図1
Description
はじめに、実施例1について説明する。図4は、実施例1におけるスピン偏極キャリア生成素子の構成を示す斜視図である。このスピン偏極キャリア生成素子は、GaAs基板401と、GaAs基板401の上に形成されたAl0.3Ga0.7Asからなる障壁層402と、障壁層402の上に形成されたGaAsからなる層厚20nmの井戸層403と、井戸層403の上に形成されたAl0.3Ga0.7Asからなる障壁層404とを備える。障壁層402,井戸層403,および障壁層404により量子井戸が構成されている。また、GaAs基板401の上には、障壁層402,井戸層403,および障壁層404の所定の領域を挟むように、金からなる導体層405および導体層406を備える。
次に、実施例2について説明する。図5は、実施例2におけるスピン偏極キャリア生成素子の構成を模式的に示す断面図である。このスピン偏極キャリア生成素子は、GaAs基板501と、GaAs基板501の上に形成されたn型のGaAsからなるn型GaAs層502と、n型GaAs層502の上に形成されたi型のGaAsからなる障壁層503と、障壁層503の上に形成されたInAsからなる量子ドット層504と、量子ドット層504を覆うように形成されたi型のGaAsからなる障壁層505と、障壁層505の上に形成されたショットキー電極層506とを備える。
次に、実施例3について説明する。図6は、実施例3におけるスピン偏極キャリア生成素子の構成を模式的に示す断面図である。このスピン偏極キャリア生成素子は、n型のシリコンからなる半導体基板601と、半導体基板601の一部に埋め込まれたコバルトからなる強磁性体層602と、強磁性体層602と対向する半導体基板601の領域に埋め込まれたパーマロイからなる強磁性体層603とを備える。強磁性体層602と強磁性体層603とは、例えば、間隔を3μm程度開けて形成する。
Claims (10)
- 半導体からなる半導体チャネル領域と、
この半導体チャネル領域にキャリアを生成させるキャリア生成手段と、
前記半導体チャネル領域に磁場勾配を形成する磁場勾配印加手段と
を少なくとも備えることを特徴とするスピン偏極キャリア生成素子。 - 請求項1記載のスピン偏極キャリア生成素子において、
前記キャリア生成手段は、前記半導体チャネル領域に導入した不純物、不純物が導入されている半導体層、および前記半導体チャネルに対して光を照射する光照射手段の少なくとも1つである
ことを特徴とするスピン偏極キャリア生成素子。 - 請求項1または2記載のスピン偏極キャリア生成素子において、
前記半導体チャネルは、半導体量子井戸および半導体量子ドットの少なくとも1つを含む構造を備える
ことを特徴とするスピン偏極キャリア生成素子。 - 請求項1〜3のいずれか1項に記載のスピン偏極キャリア生成素子において、
前記半導体チャネル領域に生成されているキャリアの分布を制御するキャリア分布制御手段を備える
ことを特徴とするスピン偏極キャリア生成素子。 - 請求項1〜4のいずれか1項に記載のスピン偏極キャリア生成素子において、
前記磁場勾配印加手段は、磁化された強磁性体から構成されたもの、もしくは、電流が流れる導体から構成されたものである
ことを特徴とするスピン偏極キャリア生成素子。 - 半導体からなる半導体チャネル領域にキャリアを生成させるキャリア生成ステップと、
前記半導体チャネル領域に磁場勾配を形成する磁場勾配印加ステップと
を少なくとも備えることを特徴とするスピン偏極キャリアの生成方法。 - 請求項6記載のスピン偏極キャリアの生成方法において、
前記キャリア生成ステップでは、前記半導体チャネル領域に対する不純物の導入、不純物が導入されている半導体層の配置、もしくは前記半導体チャネルに対する光の照射により前記半導体チャネル領域にキャリアを生成させる
ことを特徴とするスピン偏極キャリアの生成方法。 - 請求項6または7記載のスピン偏極キャリアの生成方法において、
前記半導体チャネルは、半導体量子井戸および半導体量子ドットの少なくとも1つを含む構造を備える
ことを特徴とするスピン偏極キャリアの生成方法。 - 請求項6〜8のいずれか1項に記載のスピン偏極キャリアの生成方法において、
前記半導体チャネル領域に生成されているキャリアの分布を制御するキャリア分布制御ステップを備える
ことを特徴とするスピン偏極キャリアの生成方法。 - 請求項6〜9のいずれか1項に記載のスピン偏極キャリアの生成方法において、
前記磁場勾配印加ステップでは、磁化された強磁性体、もしくは、電流が流れる導体により前記磁場勾配を形成する
ことを特徴とするスピン偏極キャリアの生成方法。
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JP2009222259A JP2011071395A (ja) | 2009-09-28 | 2009-09-28 | スピン偏極キャリア生成素子およびスピン偏極キャリアの生成方法 |
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Citations (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2001093274A (ja) * | 1999-09-22 | 2001-04-06 | Toshiba Corp | スピン依存スイッチング素子 |
JP2005244097A (ja) * | 2004-02-27 | 2005-09-08 | Nippon Telegr & Teleph Corp <Ntt> | スピンフィルタおよびスピン状態分離方法 |
JP2006032570A (ja) * | 2004-07-14 | 2006-02-02 | Nippon Telegr & Teleph Corp <Ntt> | スピンフィルタ及びスピン状態分離方法 |
JP2006032569A (ja) * | 2004-07-14 | 2006-02-02 | Nippon Telegr & Teleph Corp <Ntt> | スピンフィルタ及びスピン状態分離方法 |
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2009
- 2009-09-28 JP JP2009222259A patent/JP2011071395A/ja active Pending
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