[发明专利]用于产生和发射自旋极化电子的方法和电子发射器件

权利要求书

1.用于产生和发射自旋极化电子的电子发射器件，包括：

第一导电材料；

磁耦合于第一导电材料的磁性超薄膜；

位于第一导电材料和磁性超薄膜之间的电绝缘的透磁介质；

电耦合于磁性超薄膜的第二导电材料，形成为具有受到电场冲击时发射电子的结构；以及

电耦合于发射电子结构的正极，用于产生冲击发射电子结构的电场。

2.权利要求1的器件，其中电场在内部扩展到电子发射器件。

3.权利要求1的器件，其中将发射电子的结构制成锥形。

4.权利要求1的器件，其中电绝缘的透磁材料为空气。

5.权利要求1的器件，其中电绝缘的透磁材料为真空。

6.权利要求1的器件，还包括：

连接于磁性超薄膜的电流源，用于提供被自旋极化的电子流；以及

用于改变电流源所提供的电子流的装置。

7.权利要求6的器件，其中用于改变电子流的装置包括间断提供电子流的装置。

8.权利要求6的器件，其中用于改变的装置在自旋极化电子发射期间不起作用。

9.权利要求6的器件，其中用于改变的装置在自旋极化电子发射期间起作用。

10.权利要求1的器件，其中将第一导电材料制成具有增强磁性超薄膜中所产生的磁场的冲击的结构。

11.权利要求1的器件，其中第一导电材料形成为多圈。

12.权利要求1的器件，还包括：

连接于第一导电材料的电压源；以及

用于将电压源的极性改变为第一极性和第二极性之一的装置，以将磁性超薄膜中的电子极化为对应于电压源的极性的极化方向。

13.权利要求12的器件，包括用于改变电压源所提供的电压量的装置，以改变磁性超薄膜中电子的极化程度。

14.权利要求1的器件，其中的磁性超薄膜为应变膜。

15.权利要求1的器件，还包括：

连接于磁性超薄膜的电流源，用于提供被自旋极化的电子流；

用于改变电流源所提供的电子流的装置；

连接于第一导电材料的电压源；以及

用于将电压源的极性改变为第一极性和第二极性之一的装置，以将磁性超薄膜中的电子极化为对应于电压源的极性的极化方向。

16.权利要求15的器件，还包括用于改变电压源所提供的电压量的装置，以改变磁性超薄膜中电子的极化程度。

17.权利要求15的器件，其中用于改变电压源极性的装置控制第一导电材料所产生的电场的极性。

18.权利要求17的器件，其中磁场极性控制磁性超薄膜中的极化电子的极化方向。

19.权利要求16的器件，其中电压源可以是断开的。

20.权利要求16的器件，其中电压源可在自旋极化电子发射期间起作用。

21.权利要求16的器件，其中电压源不会减小发射电子的极化程度。

22.权利要求17的器件，其中用于改变电压源极性的装置包括用于间断提供电压的装置。

23.权利要求17的器件，其中磁场在内部扩展到电子发射器件。

24.权利要求12的器件，其中用于改变极性的装置包括：

用于接收极性信号的装置；以及

基于接收到的极性信号，用于控制改变极性的装置以改变磁性超薄膜的极性的装置。

25.产生和发射自旋极化电子的方法，包括以下步骤：

对第一导电材料施加电压以建立磁场极性；

基于磁场极性，在磁性超薄膜中极化电子；

对磁性超薄膜施加电流以提供在磁性超薄膜中被自旋极化的电子流；

通过对制成为发射电子结构的第二导电材料施加电场以发射极化电子。

26.权利要求25的方法，其中施加电压的步骤包括：

在第一极性和第二极性之间改变电压。