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J-GLOBAL ID：200903012828829797

スピン依存スイッチング素子

Inventor： 中島 健太郎 ,  猪俣 浩一郎 ,  斉藤 好昭
Applicant, Patent owner： 株式会社東芝
Agent (1)： 大胡 典夫 (外1名)
Gazette classification：公開公報
Application number (International application number)：1999269106
Publication number (International publication number)：2001093274
Application date： Sep. 22, 1999
Publication date： Apr. 06, 2001
Summary：

【要約】【課題】 高集積度、低消費電力を兼ね備えた磁気メモリ装置を実現するのに適したスピン依存スイッチング素子を提供する。【解決手段】 微小な寸法を有する電荷島10に対して、強磁性体からなるソース11、ドレイン12、ゲート電極13を、それぞれトンネル接合を形成するように配置した構成を持つ。ゲート13、ドレイン電極12の磁化配列が反平行であるとき、電荷島10にはスピン蓄積効果によりスピンに依存した化学ポテンシャルシフトが生じる。この化学ポテンシャルシフトによりソース-ドレイン間のトンネルコンダクタンスが電極の磁化配列に依存して変化する。電極の磁化配列を記録情報とする磁気メモリセルに応用した場合、強磁性トンネル効果を用いた従来例に比べ、読み出し出力を大きく取ることが可能となる。また素子自身にスイッチング機能を有しているため、セル選択用のトランジスタが不要となりセルの高集積化に適する。

Claim (excerpt)：

強磁性体からなるソース電極と、強磁性体からなるドレイン電極と、強磁性体からなるゲート電極と、前記三つの電極間に2重以上のトンネル接合を形成されるように配置された微小な電荷島とを備え、各トンネル接合の接合抵抗Rが、電子の電荷をe、プランク定数をhとするときR>h/4e2を満足し、かつ前記導電体を介して各電極間にトンネル電流を流したとき前記非磁性体内でのスピン緩和時間がトンネル時間よりも長いことを満足するように構成されているものであって、前記ゲート、ドレイン電極の磁化方向が反平行であって、かつゲート-ドレイン間にトンネル電流が流れている場合に、前記ソース、ドレイン電極間のトンネルコンダクタンスが前記ソース、ドレイン電極の磁化配列に依存して変化することを特徴とするスピン依存スイッチング素子。

IPC (4)：

G11C 11/16 ,  H01L 27/10 451 ,  H01L 29/80 ,  H01L 43/08

FI (4)：

G11C 11/16 ,  H01L 27/10 451 ,  H01L 43/08 Z ,  H01L 29/80 A

F-Term (11)：

5F083ER22 ,  5F083FR05 ,  5F083FZ01 ,  5F083FZ10 ,  5F083GA05 ,  5F083GA09 ,  5F083HA02 ,  5F083JA31 ,  5F102FB10 ,  5F102GJ10 ,  5F102GT01