基于磁性斯格明子晶体的可重构逻辑门器件制造技术

本发明专利技术公开了基于磁性斯格明子晶体的可重构逻辑门器件。该器件基于斯格明子晶体在电流驱动下，垂直于驱动电流方向上的霍尔效应运动特性，从而实现非门和与门两种逻辑功能。所述器件呈霍尔条结构，包括十字型多层膜、电流输入端、磁场输入端和输出端。所述十字型多层膜从上到下依次为保护层、铁磁层、重金属层和衬底层。所述的铁磁层为具有手性的磁性薄膜，在磁场作用下，斯格明子晶体可以稳定存在。所述的重金属层为自旋霍尔角大于0.1的重金属薄膜。作为非门时，磁场输入端作为使能端，电流输入端作为输入端。作为与门时，磁场输入端和电流输入端均为输入端。该器件具有电流低、响应速度快，结构简单，工作稳定性更高的优点。工作稳定性更高的优点。工作稳定性更高的优点。

【技术实现步骤摘要】
基于磁性斯格明子晶体的可重构逻辑门器件


[0001]本专利技术属于电子
，涉及数字逻辑器件，具体涉及基于磁性斯格明子晶体的可重构逻辑门器件。

技术介绍

[0002]传统的逻辑器件普遍采用的CMOS工艺制备，随着器件集成度的提升，这种半导体技术的缺陷逐渐暴露出来：一方面晶体管随着尺寸的减小其漏电流不断增大，器件的功耗逐步增大；另一方面晶体管电路逐渐趋于性能极限，继续提高集成度将变得十分困难。
[0003]磁性斯格明子是一种受拓扑保护的磁结构，具有稳定性高、尺寸小、驱动电流低、操控方式多样等特点。磁性斯格明子在信息存储，人工突触及数字电路逻辑器件中具有广泛的应用潜力，有望替代CMOS电路或兼容CMOS电路，延续摩尔定律。现有的基于斯格明子的自旋电子器件利用单个斯格明子记录和传递信息，需要基于复杂的结构来驱动或抑制斯格明子的运动，进而实现特定的功能。但是斯格明子由于马格努斯力的作用，在沿着驱动电流方向运动的同时，会在垂直方向上会有一个速度分量，这是斯格明子的霍尔效应。在大部分基于斯格明子的自旋电子器件中，霍尔效应会使其运动到边界而湮灭，本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.基于磁性斯格明子晶体的可重构逻辑门器件，呈霍尔条结构，其特征在于：包括十字型多层膜、电流输入端、磁场输入端和输出端；所述十字型多层膜从上到下依次为保护层、铁磁层、重金属层和衬底层；所述的铁磁层为具有手性的磁性材料，所述的重金属层为自旋霍尔角大于0.1的金属材料；所述磁场输入端用于施加垂直于多层膜表面的磁场，所述电流输入端分布在十字型多层膜对称的两端，所述输出端分布在十字型多层膜的其余两端，根据输出端测得霍尔电流或电压的方向判断逻辑运算结果，正方向视为高电平，反方向或未检测到霍尔信号视为低电平；同时向十字型多层膜施加磁场与驱动电流，测量斯格明子晶体在垂直于驱动电流方向上的运动速度曲线，将运动速度为0的位置对应的驱动电流按照从小到大分别记为I1、I2、I3；当利用该器件实现非门功能时，将磁场输入端作为使能端，向器件持续施加磁场；将电流输入端作为非门的输入端，低电平为大小在I1～I2之间的电流，高电平为大小在I2～I3之间的电流；当利用该器件实现与门功能时，磁场输入端和电流输入端分别作为与门的两个输入端，将磁场输入端是、否施加磁场分别视为高电平和低电平，电流输入端的低电平为大小在I2～I3之间的电流，高电平为大于I3的电流。2.如权利要求1所述基于磁性斯格明子晶体的可重构逻辑门器件，其特征在于：所述...

【专利技术属性】
技术研发人员：杨云皓，金蒙豪，于长秋，周铁军，
申请(专利权)人：杭州电子科技大学，
类型：发明
国别省市：