[發明專利]用于自旋場效應晶體管的自旋信號測量方法及系統

有效

• 申請號: 202010023520.X
• 申請日: 2020-01-09
• 公開（公告）號: CN113176483B
• 公開（公告）日: 2023-04-28
• 發明（設計）人: 孫連峰;彭志盛;蔡金鐘;任紅軒;池建義
• 申請（專利權）人: 國家納米科學中心;中國科學院包頭稀土研發中心
• 主分類號: G01R31/26
• 分類號: G01R31/26
• 代理公司: 北京路浩知識產權代理有限公司 11002
• 代理人: 楊明月

本發明實施例提供一種用于自旋場效應晶體管的自旋信號測量方法及系統，該方法包括：對自旋場效應晶體管的漏極和源極之間施加電壓，并通過所述自旋場效應晶體管的柵極，得到所述自旋場效應晶體管的第一轉移曲線；基于預設磁場方向，對所述自旋場效應晶體管施加多種預設強度的磁場，得到每種預設強度的磁場下所述自旋場效應晶體管的目標轉移曲線；根據所述第一轉移曲線和所述目標轉移曲線，獲取不同預設強度的磁場下所述自旋場效應晶體管的自旋信號測量結果。本發明實施例對自旋場效應晶體管的自旋信號進行測量，具有操作簡單，通用性強的特點，提高了自旋信號的測量效率，實現了室溫條件下的快速測量自旋場效應晶體管的自旋特性。

技術領域

本發明涉及信息技術和微電子器件技術領域，尤其涉及一種用于自旋場效應晶體管的自旋信號測量方法及系統。

背景技術

傳統的場效應晶體管是通過柵極電壓產生的電場來控制硅半導體導電溝道的通斷，作為一種電壓型控制型開關，其開與關的狀態對應于信息“1”與“0”，是現代信息技術和集成電路的核心器件。

隨著現代微電子技術的迅猛發展，傳統的硅基MOS器件已經進入亞10nm節點，后摩爾時代的信息技術對器件提出了更高的要求，如高集成度、高穩定性、低功耗和非易失等。由于傳統的微電子學分別利用了電子的兩個基本屬性：信息的傳輸、邏輯和處理運用了電子的電荷屬性；而信息的存儲則是利用了電子自旋的宏觀表現。因此，提出了一種新型的操作電子自旋器件，即自旋場效應晶體管，其基本結構與傳統的硅基場效應晶體管類似，具有源極、漏極、柵極以及導電溝道，但是其工作原理完全不同。自旋場效應晶體管是利用鐵磁源極向導電溝道注入自旋極化電流，以通過自旋軌道耦合及柵極電壓電場對自旋流進行調控，從而利用鐵磁漏級檢測自旋流。

然而，現有的自旋信號測量方法的測量效率較低，并且在室溫條件下，無法快速測量自旋場效應晶體管的自旋特性。因此，現在亟需一種用于自旋場效應晶體管的自旋信號測量方法及系統來解決上述問題。

發明內容

針對現有技術存在的問題，本發明實施例提供一種用于自旋場效應晶體管的自旋信號測量方法及系統。

第一方面，本發明實施例提供了一種自旋場效應晶體管的自旋信號測量方法，包括：

對自旋場效應晶體管的漏極和源極之間施加電壓，并通過所述自旋場效應晶體管的柵極，得到所述自旋場效應晶體管的第一轉移曲線；

基于預設磁場方向，對所述自旋場效應晶體管施加多種預設強度的磁場，得到每種預設強度的磁場下所述自旋場效應晶體管的目標轉移曲線；

根據所述第一轉移曲線和所述目標轉移曲線，獲取不同預設強度的磁場下所述自旋場效應晶體管的自旋信號測量結果。

進一步地，所述對自旋場效應晶體管的漏極和源極之間施加電壓，并通過所述自旋場效應晶體管的柵極，得到所述自旋場效應晶體管的第一轉移曲線，包括：

對自旋場效應晶體管的漏極和源極之間施加電壓；

根據預設調整范圍，對所述自旋場效應晶體管的柵極電壓進行調整，以根據調整后的柵極電壓得到轉移曲線。

進一步地，所述基于預設磁場方向，對所述自旋場效應晶體管施加多種預設強度的磁場，得到每種預設強度的磁場下所述自旋場效應晶體管的目標轉移曲線，包括：

基于平行于所述自旋場效應晶體管中納米管的方向，對所述自旋場效應晶體管施加多種預設強度的磁場，得到每種預設強度的磁場下所述自旋場效應晶體管的第二轉移曲線；

根據所述第一轉移曲線和所述第二轉移曲線，獲取不同預設強度的磁場下所述自旋場效應晶體管的自旋信號測量結果。

進一步地，所述基于預設磁場方向，對所述自旋場效應晶體管施加多種預設強度的磁場，得到每種預設強度的磁場下所述自旋場效應晶體管的目標轉移曲線，還包括：