[发明专利]自旋场效应逻辑装置

权利要求书

1.一种自旋场效应逻辑装置，包括：

第一沟道，包括磁材料，第一沟道被构造为选择性地传输自旋极化的电子；

源极，在第一沟道上；

第一栅电极，在第一沟道上；

第一漏极，被构造为输出从源极传输的电子；

输出电极，被构造为输出从源极传输的电子；

第二沟道，在第一沟道上，第一栅电极和第一漏极在第二沟道上，在第二沟道上的第一栅电极被构造为控制第二沟道的磁化方向；

第三沟道，在第一沟道上；

第二栅电极，在第三沟道上，第二栅电极被构造为控制第三沟道的磁化方向；

第二漏极，在第三沟道上；

第一电压源，并联地连接到第一漏极和第二漏极，

其中，源极、第二沟道和第三沟道分开，输出电极连接在第一电压源和第一漏极之间。

2.如权利要求1所述的逻辑装置，所述逻辑装置还包括：

第三栅电极，在第一沟道上，第三栅电极被构成为控制第一沟道的磁化方向。

3.如权利要求1所述的逻辑装置，所述逻辑装置还包括：

第一隧道阻挡件，在第一沟道与源极、第二沟道和第三沟道之间；

第二隧道阻挡件，在第二沟道和第一漏极之间；

第三隧道阻挡件，在第三沟道和第二漏极之间。

4.如权利要求1所述的逻辑装置，其中，第一沟道、第二沟道和第三沟道是半金属。

5.如权利要求1所述的逻辑装置，其中，第一沟道、第二沟道和第三沟道沿第一方向磁化。

6.如权利要求1所述的逻辑装置，其中，所述逻辑装置被构造为使得当第二沟道和第三沟道中的至少一个沿第一方向磁化时，源极和输出电极之间的电阻是第一电阻，

当第二沟道和第三沟道都沿第二方向磁化时，所述电阻为第二电阻，

第一电压源和输出电极之间的电阻是具有在第一电阻的大小和第二电阻的大小之间的大小的第三电阻。

7.如权利要求6所述的逻辑装置，所述逻辑装置还包括：

第一输入端，连接到第一栅电极；

第二输入端，连接到第二栅电极；

输出端，连接到输出电极，

其中，所述逻辑装置被构造为使得当将大于或等于对应的第二沟道的阈值电压的电压施加到第一输入端且将大于或等于对应的第三沟道的阈值电压的电压施加到第二输入端时，第二沟道和第三沟道传输沿第二方向自旋极化的电子，且在输出端输出与来自第一电压源的第一电流相关的第一电压，

当将小于对应的第二沟道的阈值电压的电压施加到第一输入端和/或将小于对应的第三沟道的阈值电压的电压施加到第二输入端时，在输出端输出与来自源极的第二电流相关的第二电压，

第一电压大于第二电压。

8.如权利要求1所述的逻辑装置，其中，第一沟道沿第一方向磁化，第二沟道和第三沟道沿与第一方向相反的第二方向磁化。

9.如权利要求8所述的逻辑装置，其中，所述逻辑装置被构造为使得当第二沟道和第三沟道中的至少一个沿第一方向磁化时，源极和输出电极之间的电阻是第一电阻，

当第二沟道和第三沟道都沿第二方向磁化时，所述电阻为第二电阻，

第一电压源和输出电极之间的电阻是具有在第一电阻的大小和第二电阻的大小之间的大小的第三电阻。

10.如权利要求9所述的逻辑装置，所述逻辑装置还包括：

第一输入端，连接到第一栅电极；

第二输入端，连接到第二栅电极；

输出端，连接到输出电极，

其中，所述逻辑装置被构造为使得当将大于或等于对应的第二沟道的阈值电压的电压施加到第一输入端和/或将大于或等于对应的第三沟道的阈值电压的电压施加到第二输入端时，第二沟道和第三沟道中的被施加大于或等于对应的阈值电压的电压的对应的沟道传输沿第一方向自旋极化的电子，并且从源极输入的自旋电子与在输出端的低电压对应，

当将小于对应的第二沟道的阈值电压的电压施加到第一输入端且将小于对应的第三沟道的阈值电压的电压施加到第二输入端时，来自第一电压源的电流与输出端的高电压对应。