公开(公告)号：US20110233524A1

公开(公告)日：2011-09-29

申请号：US13071934

申请日：2011-03-25

申请人： Kang-Lung Wang ,  Ajey Poovannummoottil Jacob ,  Faxian Xiu

发明人： Kang-Lung Wang ,  Ajey Poovannummoottil Jacob ,  Faxian Xiu

IPC分类号： H01L43/00

CPC分类号： H01L29/517 ,  B82Y10/00 ,  H01L29/0673 ,  H01L29/122 ,  H01L29/42356 ,  H01L29/66984 ,  Y10S977/935

摘要： A carrier-mediated magnetic phase change spin transistor is disclosed. In general, the spin transistor includes a Dilute Magnetic Semiconductor (DMS) channel and a gate stack formed on the DMS channel. The gate stack includes a multiferroic gate dielectric on the DMS channel, and a gate contact on a surface of the multiferroic gate dielectric opposite the DMS channel. The multiferroic gate dielectric is formed of a multiferroic material that exhibits a cross-coupling between magnetic and electric orders (i.e., magnetoelectric coupling), which in one embodiment is BiFeO3 (BFO). As a result, the multiferroic material layer enables an electrically modulated magnetic exchange bias that enhances paramagnetic to ferromagnetic switching of the DMS channel. The DMS channel is formed of a DMS material, which in one embodiment is Manganese Germanium (MnGe). In one embodiment, the DMS channel is a nanoscale DMS channel.

摘要翻译： 公开了载体介导的磁相变自旋晶体管。 通常，自旋晶体管包括稀疏磁性半导体（DMS）通道和形成在DMS通道上的栅极堆叠。 栅极堆叠包括在DMS通道上的多铁栅极电介质，以及与DMS沟道相对的多铁栅极电介质的表面上的栅极接触。 多铁栅极电介质由表现出磁和电顺序（即磁电耦合）之间的交叉耦合的多铁性材料形成，在一个实施例中是BiFeO 3（BFO）。 结果，多铁性材料层能够实现电磁调节的磁性交换偏置，其增强DMS通道的顺磁性到铁磁性切换。 DMS通道由DMS材料形成，在一个实施方案中，其为锰锗（MnGe）。 在一个实施例中，DMS信道是纳米级DMS信道。

公开(公告)号：US08860006B2

公开(公告)日：2014-10-14

申请号：US13071934

申请日：2011-03-25

申请人： Kang-Lung Wang ,  Ajey Poovannummoottil ,  Faxian Xiu

发明人： Kang-Lung Wang ,  Ajey Poovannummoottil ,  Faxian Xiu

IPC分类号： H01L43/00 ,  B82Y10/00 ,  H01L29/66 ,  H01L29/51 ,  H01L29/12 ,  H01L29/423 ,  H01L29/06

CPC分类号： H01L29/517 ,  B82Y10/00 ,  H01L29/0673 ,  H01L29/122 ,  H01L29/42356 ,  H01L29/66984 ,  Y10S977/935

摘要： A carrier-mediated magnetic phase change spin transistor is disclosed. In general, the spin transistor includes a Dilute Magnetic Semiconductor (DMS) channel and a gate stack formed on the DMS channel. The gate stack includes a multiferroic gate dielectric on the DMS channel, and a gate contact on a surface of the multiferroic gate dielectric opposite the DMS channel. The multiferroic gate dielectric is formed of a multiferroic material that exhibits a cross-coupling between magnetic and electric orders (i.e., magnetoelectric coupling), which in one embodiment is BiFeO3 (BFO). As a result, the multiferroic material layer enables an electrically modulated magnetic exchange bias that enhances paramagnetic to ferromagnetic switching of the DMS channel. The DMS channel is formed of a DMS material, which in one embodiment is Manganese Germanium (MnGe). In one embodiment, the DMS channel is a nanoscale DMS channel.

摘要翻译： 公开了载体介导的磁相变自旋晶体管。 通常，自旋晶体管包括稀疏磁性半导体（DMS）通道和形成在DMS通道上的栅极堆叠。 栅极堆叠包括在DMS通道上的多铁栅极电介质，以及与DMS沟道相对的多铁栅极电介质的表面上的栅极接触。 多铁栅极电介质由表现出磁和电顺序（即磁电耦合）之间的交叉耦合的多铁性材料形成，在一个实施例中是BiFeO 3（BFO）。 结果，多铁性材料层能够实现电磁调节的磁性交换偏置，其增强DMS通道的顺磁性到铁磁性切换。 DMS通道由DMS材料形成，在一个实施方案中，其为锰锗（MnGe）。 在一个实施例中，DMS信道是纳米级DMS信道。