Toshiba develops essential technology for spintronics-based MOS field-effect transistor
http://www.physorg.com/news179572434.html
http://www.toshiba.co.jp/about/press/2009_12/pr0801.htm
December 9, 2009
(PhysOrg.com) -- Toshiba Corporation 今日宣佈它們開發出基於自旋傳輸電子學（spin transport electronics），即自旋電子學（spintronics，一種利用電子固有的自旋與磁力矩的先進半導體技術）的 MOSFET cell。Toshiba 率先製造出一個自旋電子學元件（spintronics cell）並驗證其穩定性，且將在 12/7 (EST) 於美國馬里蘭州巴爾的摩市舉行的 International Electronics Devices Meeting 呈現該 cell 及其技術的完整細節。
若基於當前微型化技術不斷提升 MOSFET 裝置，必定會遇到阻礙，一如他們面臨「因為整體佈線中的電阻增加所造成的相對效能惡化」以及「因為漏電所導致的耗電增加」這樣的問題。面對這類問題，在各種可能的解決方案中，自旋電子學被視為主要候選者。不過，它在電晶體中的應用直到最近才開始，而且只經過部份證明。
在磁性層中的電子天生就會自旋極化為（spin polarized）二種自旋態的其中一種，上自旋（spin up）、下自旋（spin down），而多數態（majority state）則決定自旋態。這些自旋態在磁性層中多少都會經久不變，使人意識到這種非揮發特性可用於儲存資料。自旋電流可流入磁性層中自旋態相同之處，而且這種能耐可改變阻抗特性，那決定一自旋裝置的讀取訊號。
Toshiba 將磁性層引入一個 MOSFET cell 的源極與汲極，並透過自旋傳輸力矩交換（spin-transfer-torque-switching，STS）以及對閘極、源極／汲極施加電壓，成功地將這些應用在自旋方向的控制上。由 full-Heusler 合金構成的磁性穿隧接點（magnetic tunnel junction，MTJ）則用於磁性層中 STS 的寫入操作。Full-Heusler 合金是一種介金屬（intermetallic）其作用為高級極化器（high spin polarizer）。
Toshiba 證實這種可縮放的、基於自旋電子學的 MOSFET 裝置在電晶體層次上的表現，那允諾在低耗能下具有快速的隨機寫入與讀取速度。它為次世代非揮發性半導體裝置開闢一種途徑。這類裝能當作可重新配置的邏輯裝置、具記憶功能的非揮發性 LSI 晶片使用。為了 2015 年後的應用，Toshiba 將促進基礎技術的建立。該研究部份由日本的 Energy and Industrial Technology Development Organization (NEDO) 所支持。
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http://www.physorg.com/news179592956.html
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