[发明专利]自激励自旋单电子电磁场效应晶体管、制备方法及应用

权利要求书

1.场效应晶体管，其特征在于：包括基板、源电极、漏电极、栅电极和纳米线有源区，源电极、漏电极和栅电极设置于基板上，纳米线有源区为源电极和漏电极之间的电流通道，所述的纳米线有源区为掺杂有磁性金属的多型碳化硅纳米线；所述的掺杂有磁性金属的多型碳化硅纳米线中磁性金属元素呈周期型分布。

2.如权利要求1所述的场效应晶体管，其特征在于：

所述的掺杂有磁性金属的多型碳化硅纳米线成分为(Si,Me_y)_xC_1-x，x、y为原子百分比，其中，0<x<1，y<x，0<y<0.2，Me包括磁性金属元素。

3.如权利要求2所述的场效应晶体管，其特征在于：

当0<x<0.4、0<y<0.09时，所述的(Si,Me_y)_xC_1-x为4H-SiC/6H-SiC多型碳化硅；或，当0.4<x<0.6、0<y<0.09时，所述的(Si,Me_y)_xC_1-x为β-SiC/6H-SiC多型碳化硅；或，当x>0.6、0<y<0.20时，所述的(Si,Me_y)_xC_1-x为β-SiC/4H-SiC多型碳化硅。

4.如权利要求1～3中任一项所述的场效应晶体管的制备方法，其特征在于，包括步骤：

以至少一种磁性金属为催化剂，通入反应源气体和P型掺杂气体，在基板上沉淀掺杂有磁性金属的多型碳化硅纳米线，沉积过程中施加交变电磁场，并周期性改变等离子体的功率密度，等离子体的放电呈周期型，随功率密度变化，反应物成分呈周期性变化形成多型晶核生长，促使获得磁性元素呈周期分布的多型碳化硅纳米线；

以多型碳化硅纳米线为有源区，构造源电极、漏电极或栅极。

5.如权利要求4所述的场效应晶体管的制备方法，其特征在于：

所述的栅极构造具体为：

在基板背面沉积金属膜，构造背栅；

或，在有源区一侧或两侧沉积金属线，构造侧栅；

或，在有源区上、在源电极和漏电极之间垂直多型碳化硅纳米线沉积金属线，构造顶栅。

6.如权利要求4所述的场效应晶体管的制备方法，其特征在于：

所述的反应源气体包括第一反应源气体和第二反应源气体，所述的第一反应源气体为高氢稀释三氯硅烷、高氢稀释二烷基硅氧或高氢稀释乙烯基硅烷中的至少一种，第二反应源气体为高氢稀释乙炔。

7.如权利要求4所述的场效应晶体管的制备方法，其特征在于：

所述的P型掺杂气体为高氢稀释PH₃气体或高氢稀释BH₃气体。

8.如权利要求4所述的场效应晶体管的制备方法，其特征在于：

所述的周期性改变等离子体的功率密度具体为：

等离子体的功率密度以1～100W/cm²·s的变化速率从0.0W/cm²增至最大值，然后再以相同的变化速率减小至0；

或，等离子体的功率密度以1～100W/cm²·s的变化速率从0W/cm²增至最大值，然后按如下方式进行周期循环：将功率密度从最大值立即降为1W/cm²，然后再以相同的变化速率将功率密度增至最大值。

9.权利要求1～3中任一项所述的场效应晶体管用作量子信息的产生、转换、传输和存储的元件的应用。