[发明专利]一种基于磁性斯格明子的逻辑门

权利要求书

1.一种基于磁性斯格明子的逻辑门，其特征在于，包括：

第一输入端和第二输入端，所述第一输入端包括并行设置且反铁磁耦合的第一输入轨道(11)和第二输入轨道(12)，所述第二输入端包括并行设置且反铁磁耦合的第三输入轨道(13)和第四输入轨道(14)；

输出端，包括第一输出轨道(21)和第二输出轨道(22)；

第一连接通路，包括并行设置且反铁磁耦合的第一连接轨道(31)和第二连接轨道(32)；

第二连接通路，包括并行设置且反铁磁耦合的第三连接轨道(33)和第四连接轨道(34)；

第三连接通路，包括并行设置且反铁磁耦合的第五连接轨道(35)和第六连接轨道(36)；

第四连接通路，包括并行设置且反铁磁耦合的第七连接轨道(37)和第八连接轨道(38)；

第五连接通路，包括第九连接轨道(39)和第十连接轨道(310)；

第一脱离通路，包括并行设置且反铁磁耦合的第一脱离轨道(41)和第二脱离轨道(42)；

第二脱离通路，包括并行设置且反铁磁耦合的第三脱离轨道(43)和第四脱离轨道(44)；

所述第一连接轨道(31)的一端与所述第一输入轨道(11)反铁磁耦合，另一端与所述第一脱离轨道(41)的一端铁磁耦合；

所述第二连接轨道(32)的一端与所述第一输入轨道(11)铁磁耦合；

所述第三连接轨道(33)的一端与所述第三输入轨道(13)铁磁耦合，另一端与所述第二脱离轨道(42)的一端铁磁耦合；

所述第四连接轨道(34)的一端与所述第三输入轨道(13)反铁磁耦合，另一端与所述第二连接轨道(32)的另一端反铁磁耦合；

所述第九连接轨道(39)的一端与所述第一脱离轨道(41)的另一端反铁磁耦合，与所述第二脱离轨道(42)的另一端铁磁耦合，其另一端与所述第一输出轨道(21)反铁磁耦合；

所述第五连接轨道(35)的一端与所述第二输入轨道(12)铁磁耦合；

所述第六连接轨道(36)的一端与所述第二输入轨道(12)反铁磁耦合，另一端与所述第三脱离轨道(43)的一端铁磁耦合；

所述第七连接轨道(37)的一端与所述第四输入轨道(14)反铁磁耦合，另一端与所述第五连接轨道(35)的另一端反铁磁耦合；

所述第八连接轨道(38)的一端与所述第四输入轨道(14)铁磁耦合，另一端与所述第四脱离轨道(44)铁磁耦合；

所述第十连接轨道(310)的一端与所述第三脱离轨道(43)的另一端反铁磁耦合，与所述第四脱离轨道(44)的另一端铁磁耦合，其另一端与所述第二输出轨道(22)反铁磁耦合；

所述第一输出轨道(21)和第二输出轨道(22)内均设置有磁性隧道结，用于读取所述磁性斯格明子的状态；

所述第一输入轨道(11)的磁性材料的磁矩方向为垂直于所述第一输入轨道(11)表面向外。

2.根据权利要求1所述的基于磁性斯格明子的逻辑门，其特征在于，所述第九连接轨道(39)内还设置有电压控制磁各向异性门，此时逻辑门为与非门。

3.根据权利要求1所述的基于磁性斯格明子的逻辑门，其特征在于，所述第十连接轨道(310)内还设置有电压控制磁各向异性门，此时逻辑门为或非门。

4.根据权利要求2或3所述的基于磁性斯格明子的逻辑门，其特征在于，利用极性为+1的磁性斯格明子表示逻辑1，从所述第一输入轨道(11)和第三输入轨道(13)进入；利用极性为-1的磁性斯格明子表示逻辑0，从所述第二输入轨道(12)和第四输入轨道(14)进入。

5.根据权利要求4所述的基于磁性斯格明子的逻辑门，其特征在于，所述磁性斯格明子在电流的驱动下能够转变为扭曲磁性斯格明子，所述扭曲磁性斯格明子存在于反铁磁边界并能沿着反铁磁边界运动，所述扭曲磁性斯格明子和拓扑荷为+1或-1的磁性斯格明子能够相互转化。