KR20040072454A - Single Electron Spin Controllable Nanodevice - Google Patents

Single Electron Spin Controllable Nanodevice Download PDF

Info

Publication number
KR20040072454A
KR20040072454A KR1020030008961A KR20030008961A KR20040072454A KR 20040072454 A KR20040072454 A KR 20040072454A KR 1020030008961 A KR1020030008961 A KR 1020030008961A KR 20030008961 A KR20030008961 A KR 20030008961A KR 20040072454 A KR20040072454 A KR 20040072454A
Authority
KR
South Korea
Prior art keywords
gate
control
electron spin
electron
spin
Prior art date
Application number
KR1020030008961A
Other languages
Korean (ko)
Other versions
KR100621304B1 (en
Inventor
최중범
이상돈
Original Assignee
대한민국(충북대학교 나노과학기술연구소)
최중범
이상돈
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by 대한민국(충북대학교 나노과학기술연구소), 최중범, 이상돈 filed Critical 대한민국(충북대학교 나노과학기술연구소)
Priority to KR20030008961A priority Critical patent/KR100621304B1/en
Publication of KR20040072454A publication Critical patent/KR20040072454A/en
Application granted granted Critical
Publication of KR100621304B1 publication Critical patent/KR100621304B1/en

Links

Classifications

    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B82NANOTECHNOLOGY
    • B82YSPECIFIC USES OR APPLICATIONS OF NANOSTRUCTURES; MEASUREMENT OR ANALYSIS OF NANOSTRUCTURES; MANUFACTURE OR TREATMENT OF NANOSTRUCTURES
    • B82Y40/00Manufacture or treatment of nanostructures
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01LSEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L29/00Semiconductor devices adapted for rectifying, amplifying, oscillating or switching, or capacitors or resistors with at least one potential-jump barrier or surface barrier, e.g. PN junction depletion layer or carrier concentration layer; Details of semiconductor bodies or of electrodes thereof  ; Multistep manufacturing processes therefor
    • H01L29/66Types of semiconductor device ; Multistep manufacturing processes therefor
    • H01L29/66007Multistep manufacturing processes
    • H01L29/66075Multistep manufacturing processes of devices having semiconductor bodies comprising group 14 or group 13/15 materials
    • H01L29/66227Multistep manufacturing processes of devices having semiconductor bodies comprising group 14 or group 13/15 materials the devices being controllable only by the electric current supplied or the electric potential applied, to an electrode which does not carry the current to be rectified, amplified or switched, e.g. three-terminal devices
    • H01L29/66409Unipolar field-effect transistors
    • H01L29/66439Unipolar field-effect transistors with a one- or zero-dimensional channel, e.g. quantum wire FET, in-plane gate transistor [IPG], single electron transistor [SET], striped channel transistor, Coulomb blockade transistor
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01LSEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L29/00Semiconductor devices adapted for rectifying, amplifying, oscillating or switching, or capacitors or resistors with at least one potential-jump barrier or surface barrier, e.g. PN junction depletion layer or carrier concentration layer; Details of semiconductor bodies or of electrodes thereof  ; Multistep manufacturing processes therefor
    • H01L29/66Types of semiconductor device ; Multistep manufacturing processes therefor
    • H01L29/68Types of semiconductor device ; Multistep manufacturing processes therefor controllable by only the electric current supplied, or only the electric potential applied, to an electrode which does not carry the current to be rectified, amplified or switched
    • H01L29/76Unipolar devices, e.g. field effect transistors
    • H01L29/7613Single electron transistors; Coulomb blockade devices

Abstract

PURPOSE: A nano device for controlling a spin of a single electron is provided to control desirably each spin of electrons by utilizing an existing CMOS process. CONSTITUTION: A lateral gate(6) is installed vertically on a center part of a conductive channel for connecting a source(3) and a drain(4) on a top silicon layer of an SOI(Silicon On Insulator) substrate(1). A top gate(10,11) is installed on the gate oxide layer(9) in order to control the electric potential for controlling spins of electrons within a quantum dot. An interlayer dielectric is laminated thereon. A control gate(13) generates two-dimensional electron gas to the conductive channel.

Description

단일전자 스핀제어 나노소자 {Single Electron Spin Controllable Nanodevice}Single Electron Spin Controllable Nanodevice

최근 들어 거대자기저항(Giant Magneto Resistance) 현상을 이용한 자기 다층막 구조가 하드디스크 드라이브에 사용되는 자기저항 헤드나 MRAM(Magnetoresistive Random Access Memory) 같은 고속 정보 처리가 요구되는 디바이스에 응용이 활발하게 진행되고 있다. 이러한 디바이스들은 외부 자기장의 변화에 따라 다층막 내부의 저항이 변하는 현상을 이용하고 있으며, 이것을 자기저항(Magneto Resistance, MR) 이라고 한다. 이 거대 자기저항현상은 다층막 또는 granular 구조를 가진 재료에서 스핀 의존 산란 의해 발생된다고 이해되고 있다. 거대자기저항(GMR) 재료는 구조에 따라 스핀 밸브구조, 인공 초격자 구조, granular, 터널형 자기 저항 구조로 나눌 있다. 인공 초격자 구조나 granular 구조의 경우는 자기 저항비는 크지만 포화자계가 커서 실용화하기에는 더 연구가 필요하다. 스핀밸브 구조의 경우 포화자계가 작아서 재생헤드로 적용이 가능하지만 memory 재료로 사용하기에는 MR비가 작다. 이와는 다른 형태의 자기저항 현상을La1/3Ca2/3MnO3 와 같은 망간계 perovskites에서 볼 수 있는데, 이를 초거대자기저항(Colossal Magnetoresistance, CMR)이라 부른다. CMR 현상은 수백% 이상의 높은 자기 저항비를 보이지만 포화자장이 매우 크고 온도의존성이 큰 단점을 보이고 있다. 터널형 자기저항(Tunneling Magneto-Resistance, TMR). TMR 현상은 GMR의 발견보다 앞선 1975년 Julliere에 의해 발견되어 연구되었지만 상온 자기 저항비를 나타내지 못하다가 1995년 Moodera가 열 진공증착 방법으로 제작한 CoFe/Al2O3/Co 구조의 터널접합에서 18%의 상온 자기저항을 발표하였으며 절연층 형성시 처음으로 플라즈마 산화법을 사용하였다. 비슷한 시기에 Miyazaki[7]는 Fe/Al2O3/Fe 구조에서 Al을 대기중에서 산화시켜 18%의 자기저항을 얻었으며, 이들의 발표이후 여러 연구자들에 의해 터널자기저항 현상이 연구되어오고 있다.Recently, the magnetic multilayer structure using the Giant Magneto Resistance phenomenon has been actively applied to devices requiring high-speed information processing such as magnetoresistive heads and magnetoresistive random access memory (MRAM) used in hard disk drives. . These devices use a phenomenon in which the resistance inside the multilayer film changes according to the change of the external magnetic field, and this is called a magnetoresistance (MR). This large magnetoresistance is understood to be caused by spin-dependent scattering in multi-layer or granular materials. Giant magnetoresistance (GMR) materials are divided into spin valve structure, artificial superlattice structure, granular and tunnel type magnetoresistance structure according to their structure. In the case of artificial superlattice and granular structures, the magnetoresistance ratio is large, but the saturation magnetic field is large, and further studies are needed to make it practical. In the case of spin valve structure, the saturation magnetic field is small so that it can be used as a playhead, but the MR ratio is small for use as a memory material. Another type of magnetoresistance can be seen in manganese perovskites such as La1 / 3Ca2 / 3MnO3, which is called Colossal Magnetoresistance (CMR). Although the CMR phenomenon shows a high magnetoresistance ratio of more than several hundred%, the saturation magnetic field is very large and the temperature dependency is high. Tunneling Magneto-Resistance (TMR). The TMR phenomenon was discovered and studied by Julliere in 1975 before GMR, but it did not show the room temperature magneto-resistance ratio. The magnetoresistance was announced and the first plasma oxidation was used to form the insulating layer. At the same time, Miyazaki [7] oxidized Al in the atmosphere in Fe / Al2O3 / Fe structure to obtain 18% magnetoresistance, and tunneling magnetoresistance has been studied by several researchers since their publication.

위와 같은 강자성체 및 최근 시도되고 있는 magnetic semiconductor의 적용에 의한 저온 내지는 상온 저항비는 현재 고밀도 하드디스크 드라이브나 MRAM등의 성공적인 상업화내지는 최종개발단계에까지 이르고 있으나, 이러한 적용은 본질적으로 CMOS 공정에 부가적이거나 추가적인 공정 및 장비의 개발이라는 어려운 점이 있다.The low to room temperature resistance ratios due to the application of ferromagnetic materials and magnetic semiconductors, which have been recently attempted, have reached the stage of successful commercialization of high-density hard disk drives and MRAMs. The challenge is the development of additional processes and equipment.

이에 대해 본 출원에서는 상기한 강자성체등 기존의 CMOS공정에 새로운 강자성체 물질의 적용을 통한 스핀전도도 천이현상에 의존하지 않고, 실리콘 전도영역이 단전자 소자의 영역만큼 국소화(양자점, Quantum Dot)될 때 나타나는 전자의 양자화 현상과 개개 전자의 스핀분극의 제어를 통해 종래와 구조적, 개념적인 면에서 획기적으로 다른 새로운 단일전자 스핀을 제어 할 수 있는 나노 스케일 소자의 작동방법을 제시한다.On the other hand, in the present application, spin conduction through the application of a new ferromagnetic material to the conventional CMOS process such as the ferromagnetic material does not depend on the transition phenomenon, and appears when the silicon conduction region is localized (quantum dot, quantum dot) as the region of a single electronic device. This paper presents a method of operating a nanoscale device that can control the novel single-electron spin, which is dramatically different from the conventional and structurally and conceptually through the control of electron quantization and control of spin polarization of individual electrons.

본 발명은 상기와 같은 기술적 요구에 대응하고 대용량, 저 전력, 초고집적의 단일전자 스핀제어 나노소자를 개발하기 위해서는 다음과 같은 기술적 성취가 필수적이다. CMOS공정과 전자빔 리소그래피법을 응용, 수십 나노미터폭 의 전도채널 양쪽측면으로 수십 나노미터 간격과 수직방향의 측면게이트를 형성시키는 공정과, 양자점1 과 양자점2 내부의 전자들의 스핀을 독립적으로 조절하기 위해 요구되어지는 상층게이트를 전자빔 리소그래피법을 적용 계산되어진 적절한 간격으로 양자점과 이격시켜 형성하는 공정 과 전도채널에 국소적으로 형성될 양자점을 제외한 나머지 측면게이트 및 소오스 드레인을 선택적으로 도핑하는 적절한 매개변수 및 공정이 필수적으로 요구되어진다.The present invention is required to meet the technical requirements as described above and to develop a large-capacity, low-power, ultra-high density single-electron spin control nanodevice as follows. Applying CMOS process and electron beam lithography to form side gates of several tens of nanometers in intervals and vertical directions on both sides of a conducting channel of several tens of nanometers in width, and to independently control the spin of electrons in quantum dots 1 and 2 The process of forming the upper gate required by the electron beam lithography method and spaced apart from the quantum dots at appropriate intervals calculated, and the appropriate parameters for selectively doping the remaining side gate and source drain except the quantum dots to be locally formed in the conduction channel. And processes are necessary.

도 1은 본 발명에 의한 단일전자 스핀제어 나노소자 전체의 개략도를 나타내 보인 사시도 이며,1 is a perspective view showing a schematic diagram of an entire single-electron spin control nanodevice according to the present invention,

도 2는 본 발명에 의한 단일전자 스핀제어 나노소자의 측면게이트의 작동시 양자점이 형성되어지는 부분을 개념적으로 나타낸 사시도 이고,FIG. 2 is a perspective view conceptually illustrating a portion where a quantum dot is formed during operation of a side gate of a single electron spin control nano device according to the present invention; FIG.

도 3은 본 발명에 의한 단일전자 스핀제어 나노소자의 상층제어게이트가 완성되어진 사시도이다.3 is a perspective view of the upper layer control gate of the single electron spin control nano device according to the present invention.

도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명Explanation of symbols for the main parts of the drawings

1: 실리콘 기판1: silicon substrate

2: 실리콘 산화막2: silicon oxide film

3: 소오스3: source

4: 드레인4: drain

5: 전도채널5: conduction channel

6: 측면게이트6: side gate

7: 양자점17: QD1

8: 양자점28: QD2

9: 게이트산화막9: gate oxide film

10: 상층게이트110: upper gate 1

11: 상층게이트211: upper gate 2

12: 층간절연막12: interlayer insulating film

13: 제어게이트13: control gate

본 발명의 단일전자스핀제어 나노소자는 SOI(Silicon on Insulator)기판 위에 형성되며 본 소자의 구조는 실리콘 기판(1)위 실리콘 이중산화막(2) 위의 위층 실리콘층에 소오스(3) 및 드레인(4)이 수십 나노 넓이의 전도채널(5)로 연결되어 있으며, 동일 평면상에 전도채널과 수직방향으로 측면게이트(6)에 인가된 음의 전기적 척력으로 전도채널에 양자점(7,8)이 형성되어지며, 이후 게이트 산화막(9)이 적층되어있으며, 2개 양자점의 전기적 포텐샬을 독립적으로 조절하는 상층게이트(10,11)가 양자점과 적절한 간격으로 위치하고, 이후 층간절연막(12)이 적층되며, 마지막으로 전도채널에 이차원 전자 개스층을 유발하는 제어게이트(13)가 형성되면, 본 발명의 목적인 단일전자 스핀제어 나노소자의 완성이 이루어진다.The single-electron spin control nanodevice of the present invention is formed on a silicon on insulator (SOI) substrate, and the structure of the device is a source (3) and a drain (3) in an upper silicon layer on a silicon double oxide film (2) on a silicon substrate (1). 4) are connected to the conduction channel 5 of several tens of nanometers wide, and the quantum dots 7 and 8 are formed on the conduction channel by the negative electrical repulsive force applied to the side gate 6 in the direction perpendicular to the conduction channel on the same plane. After that, the gate oxide film 9 is stacked, and the upper gates 10 and 11 which independently control the electrical potential of the two quantum dots are positioned at appropriate intervals with the quantum dots, and then the interlayer insulating film 12 is stacked. Finally, when the control gate 13 to induce the two-dimensional electron gas layer is formed in the conduction channel, the completion of the single-electron spin control nano device of the present invention.

본 발명의 단일전자스핀제어 나노소자의 제조방법을 첨부된 도면을 참조하여 보다 자세히 설명하면 다음과 같다.Referring to the accompanying drawings, a method for manufacturing a single electronic spin control nano device of the present invention will be described in detail as follows.

SOI 기판에서 단일전자스핀제어 나노소자 제작 시 사용되는 부분은 적절한 두께의 위층실리콘으로서,The part used in the fabrication of single electron spin-controlled nanodevices in SOI substrate is upper layer silicon of appropriate thickness.

먼저 전자선 직접 묘화(electron-beam direct writing)법으로 소오스(3), 드레인(4) 및 수 내지 수십 나노 넓이의 전도채널(5)에 대해 수십 나노 간격, 수직방향의 측면게이트(6)를 패터닝한 후,First, patterning dozens of nano-spaced, vertical side gates 6 for the source 3, drain 4 and conduction channels 5 of several to tens of nanos wide by electron-beam direct writing. After

반응성 이온 식각(RIE)을 이용해 나머지 위층실리콘을 모두 제거한다(도2).Reactive ion etching (RIE) is used to remove all remaining upper silicon (Figure 2).

이후 양자점(7,8)이 형성될 전도채널 중앙부분을 제외한 나머지 위층실리콘층을 도핑하기위해 네거티브 전자빔 레지스트 및 리소그래피법으로 전도채널 중앙부분을 패터닝 및 현상하여 도핑마스크로 사용, 적절한 매개 변수에 의한 도핑공정을 실시한다(도2),Subsequently, the doping mask is patterned and developed using a negative electron beam resist and lithography method to dope the remaining silicon layer except for the center portion of the conductive channel where the quantum dots (7,8) are to be formed and used as a doping mask. Doping process is performed (Fig. 2).

이후 절적한 두께 수 나노미터의 게이트 산화막(9) 적층공정을 실시한다,After that, the lamination process of the gate oxide film 9 having a suitable thickness of several nanometers is performed.

상기공정 후 상층게이트(10,11)를 형성하게 될 폴리실리콘층을 적절한 두께수 나노미터로 적층한 다음, 전자빔 리소그래피법을 사용하여 상층게이트를 양자점과 적절한 간격에 위치시키며 동시에 패터닝한다, (도3)After the above process, the polysilicon layers, which will form the upper gates 10 and 11, are laminated with an appropriate thickness of several nanometers, and then the upper gates are positioned at appropriate intervals from the quantum dots using an electron beam lithography method. 3)

이후 RIE공정을 시행하여 상층게이트 이외의 나머지 폴리실리콘층을 제거한다,After that, the RIE process is performed to remove the remaining polysilicon layers other than the upper gate.

상기공정 후 통상적인 도핑공정을 실시하여 상층게이트(10,11)의 금속화 공정을 완료한 후,After completing the metallization process of the upper gates (10, 11) by performing a conventional doping process after the above step,

층간절연막(12)을 적절한 방법으로 적층한 후,After the interlayer insulating film 12 is laminated in an appropriate manner,

제어게이트(13)를 포토리소그래피법을 이용, 2개의 양자점을 덮을 만큼 충분한 크기로 패터닝한 후, 기타 적절한 방법에 의한 식각공정 및 금속화 공정을 실시한다, 이후 통상적 CMOS공정이 이루어지면 본 단일전자 스핀제어 나노소자의 완성이 이루어진다.(도1)The control gate 13 is patterned to a size sufficient to cover the two quantum dots using a photolithography method, followed by etching and metallization by other suitable methods. The spin control nanodevice is completed (Fig. 1).

본 단일전자 스핀제어 나노소자의 공정 및 작동의 특성은 통상적인 CMOS공정에 준하며, 전자 하나 하나의 스핀을 의도된바 제어할 수 있으며 따라서 드레인 으로 나가는 전자의 스핀을 의도된바 필터링 할 수 있는 동작 특성을 보인다. 이는 현재까지의 스핀트로닉스의 기반이 되는 거대 자기저항(Giant Magneto Resistance) 현상에 의한 전자들의 스핀일치에 의한 전도도의 변화에 기반을 두는 것이 아니라, 매우 국소화된 양자점의 에너지 준위에 있어서의 전자의 스핀의존채움 현상을 이용함으로써 가능해진다. 이는 또한 강자성 물질의 도입 및 별도공정이 요구되지 않아 기존의 CMOS공정을 그대로 활용할 수 있다는 장점이 크게 부각된다고 할 수 있다. 아울러 본 단일전자 스핀제어 나노소자는 기본 소자의 단위가 전자 한개 이므로 향후 차세대 초고집적 저전력 소자로 각광받을 것으로 예상되는 단전자트랜지스터의 장점을 그대로 활용할 뿐만 아니라 본 소자의 기능만으로도 현재의 2진번 연산에 전자의 스핀 블락케이트를 활용, 3진법 연산이 가능하게 되며, 또한 본소자의 구조를 필요한 요구에 따라 여러 가지로 구조를 변경 및 활용할 수 있다는 점에서 매우큰 가치를 지니고 있다.The process and operation characteristics of the single-electron spin control nanodevice are similar to those of a conventional CMOS process, and the operation of the spin of electrons intended to control the spin of each electron to the drain can be controlled as desired. Show characteristics. This is not based on the change in conductivity due to spin-matching of electrons caused by the Giant Magneto Resistance phenomenon, which has been the basis of spintronics to date, but the spin of electrons at highly localized quantum dot energy levels. This can be done by using the dependency filling phenomenon. In addition, the introduction of the ferromagnetic material and the separate process is not required, it can be said that the advantage that the existing CMOS process can be used as it is. In addition, this single-electron spin-controlled nanodevice has only one electron unit, so it will not only utilize the advantages of single-electron transistors, which are expected to be spotlighted as the next-generation ultra-high-density low-power devices. The use of the spin block of the former makes it possible to perform a ternary operation, and also has great value in that the structure of the device can be changed and utilized in various ways according to the required requirements.

Claims (7)

본 단일전자 스핀제어 트랜지스터의 구조 및 작동방식에 있어서,In the structure and operation of the present single electron spin control transistor, SOI(Silicon-on-Insulator)기판의 위층실리콘(top-Si)층에 대하여 소오스와 드레인을 연결하는 전도채널 중앙부분에 수십 나노의 이격거리와 수직방향으로 형성된 측면게이트가 위치하고, 이후 게이트 산화막 위로 양자점 내부 전자들의 스핀제어를 위한 전기적 포펜샬 조절역활의 상층게이트가 위치하며, 층간절연막 적층 후 제어게이트가 전도채널에 이차원 전자개스를 유발하는 구조를 특징으로 하는 단일전자 스핀제어 나노소자,In the center of the conductive channel connecting the source and the drain to the top-Si layer of the silicon-on-insulator (SOI) substrate, a side gate formed in a vertical direction with a distance of several tens of nanometers is positioned, and then over the gate oxide layer. Single-electron spin control nanodevice, characterized in that the upper gate of the electrical potential control role for the spin control of the electrons in the quantum dot is located, the control gate induces a two-dimensional electron gas in the conduction channel after the interlayer insulating film is stacked, 상기 단일전자 스핀제어 트랜지스터 제작을 위한 수내지 수십 나노미터 폭의 전도 채널로 연결된 소오스와 드레인 및 측면게이트를 위층 실리콘에 적절한 방법의 극미세 패턴을 이용하여 한정하는 단계:Defining a source, a drain, and a side gate connected by conducting channels of several to several tens of nanometers wide for the fabrication of the single-electron spin control transistor using an ultrafine pattern of a method suitable for upper layer silicon; 상기 극미세 패턴을 식각하여 위층 실리콘에 액티브 영역 및 측면게이트를 형성하는 단계:Etching the micro pattern to form an active region and side gates in the upper layer silicon; 상기 기판 전면에 게이트 산화막을 형성하는 단계:Forming a gate oxide film over the substrate; 상기 기판에 적절한 두께의 폴리실리콘층의 적층 후, 전자빔 리소그래피법 및 적절한 조건에 의한 건식식각을 실시하여 상층게이트를 형성하는 단계After laminating a polysilicon layer having an appropriate thickness on the substrate, dry etching is performed by electron beam lithography and suitable conditions to form an upper gate. 상기 기판 전면에 모든 가능한 형태의 층간 절연막을 형성하는 단계:Forming an interlayer insulating film of all possible types on the front of the substrate: 상기 기판 전면에 제어 게이트로 사용될 물질을 적층 후 적절한 형태로 가공하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 단일전자 스핀제어 나노소자,Single electron spin control nano device comprising the step of laminating a material to be used as a control gate on the front surface of the substrate and processing in an appropriate form, 상기 공정에 의해 완성된 소자의 작동특성에 있어서,In the operating characteristics of the device completed by the above process, 전도채널의 양자점 형성 방식이 측면게이트에 인가된 음의 전기적 포텐샬에 의거함을 특징으로 하는 단일전자 스핀제어 나노소자,Single electron spin control nano device, characterized in that the quantum dot formation method of the conduction channel is based on the negative electrical potential applied to the side gate, 상기 공정에 의해 완성된 소자의 작동특성에 있어서,In the operating characteristics of the device completed by the above process, 각각의 양자점 내부의 전자 스핀상태를 인접한 상층게이트의 적절한 전기적 포텐샬에 의해 제어 가능한 것을 특징으로 하는 단일전자 스핀제어 나노소자,Single electron spin control nanodevice, characterized in that the electron spin state inside each quantum dot can be controlled by the appropriate electrical potential of the adjacent upper gate, 상기 청구항 4의 작동특성에 있어서,In the operating characteristic of claim 4, 각각의 상층게이트를 통해 양자점 1, 2의 전자 각각의 스핀 상태를 조절함으로써 소오스쪽 전자의 원하는 스핀상태여부에 따라 양자점의 통과 또는 스핀봉쇄 시키는 것을 특징으로 하는 단일전자 스핀제어 나노소자,A single-electron spin control nano device, characterized in that the quantum dots pass or spin blocking depending on the desired spin state of the source-side electrons by controlling the spin state of each of the electrons of the quantum dots 1 and 2 through each upper gate, 청구항 5에 있어서,The method according to claim 5, 단일전자에 대한 스핀상태 조절과 필터링이 가능케 하는 물질에 있어서, 강자성체를 적용하지 않고, 실리콘만으로 이를 가능케 하는 모든 가능한 형태를 포함하는 것을 특징으로 하는 단일전자 스핀제어 나노소자,In the material that enables the control and filtering of the spin state for a single electron, without applying a ferromagnetic material, single-electron spin control nano device, characterized in that it comprises all possible forms that enable only with silicon, 청구항 2에 있어서,The method according to claim 2, 극미세 패턴이라 함은, 전자빔 직접 묘화법Ultra-fine pattern means electron beam direct drawing method 및 자기조립법 또는 기타 가능한 모든 방법을 포함하는 것을 특징으로 하는 단일전자 스핀제어 나노소자,And single-electron spin control nanodevices comprising self-assembly or any other possible method,
KR20030008961A 2003-02-07 2003-02-07 Single Electron Spin Controllable Nanodevice KR100621304B1 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR20030008961A KR100621304B1 (en) 2003-02-07 2003-02-07 Single Electron Spin Controllable Nanodevice

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR20030008961A KR100621304B1 (en) 2003-02-07 2003-02-07 Single Electron Spin Controllable Nanodevice

Publications (2)

Publication Number Publication Date
KR20040072454A true KR20040072454A (en) 2004-08-18
KR100621304B1 KR100621304B1 (en) 2006-09-13

Family

ID=37359995

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
KR20030008961A KR100621304B1 (en) 2003-02-07 2003-02-07 Single Electron Spin Controllable Nanodevice

Country Status (1)

Country Link
KR (1) KR100621304B1 (en)

Cited By (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR100650416B1 (en) * 2005-04-02 2006-11-27 한국과학기술연구원 Hybrid type ferromagnet/ semiconductor nano wire spin device and fabrication method thereof
KR100697779B1 (en) * 2005-03-05 2007-03-20 한국과학기술연구원 Hybrid ferromagnet/si semiconductor spin device using silicon on insulator soi and its fabrication method
KR100765962B1 (en) * 2005-12-30 2007-10-11 서울시립대학교 산학협력단 Fabrication method of In-plane-gate Quantum Dot Transistor
KR100796281B1 (en) * 2006-02-28 2008-01-21 서울시립대학교 산학협력단 Spin Dependent Single Electron Transistor
KR100884525B1 (en) * 2007-09-19 2009-02-18 한국표준과학연구원 Single electron transistor for spin quibit dection and fabrication method thereof
CN108428627A (en) * 2018-03-28 2018-08-21 中国科学技术大学 A kind of method of automatically controlled GaAs/AlGaAs semiconductor-quantum-points potential well

Families Citing this family (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR100926773B1 (en) 2007-10-24 2009-11-16 서울시립대학교 산학협력단 Control inverted gate and logic circuit including the same
KR100997274B1 (en) 2008-08-26 2010-11-29 서울시립대학교 산학협력단 Control of electron spin in quantum structures

Family Cites Families (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR20020084881A (en) * 2001-05-02 2002-11-13 최중범 Method of manufacturing a silicon-based single electron transistor with in-plane side-gates

Cited By (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR100697779B1 (en) * 2005-03-05 2007-03-20 한국과학기술연구원 Hybrid ferromagnet/si semiconductor spin device using silicon on insulator soi and its fabrication method
KR100650416B1 (en) * 2005-04-02 2006-11-27 한국과학기술연구원 Hybrid type ferromagnet/ semiconductor nano wire spin device and fabrication method thereof
KR100765962B1 (en) * 2005-12-30 2007-10-11 서울시립대학교 산학협력단 Fabrication method of In-plane-gate Quantum Dot Transistor
KR100796281B1 (en) * 2006-02-28 2008-01-21 서울시립대학교 산학협력단 Spin Dependent Single Electron Transistor
KR100884525B1 (en) * 2007-09-19 2009-02-18 한국표준과학연구원 Single electron transistor for spin quibit dection and fabrication method thereof
CN108428627A (en) * 2018-03-28 2018-08-21 中国科学技术大学 A kind of method of automatically controlled GaAs/AlGaAs semiconductor-quantum-points potential well
CN108428627B (en) * 2018-03-28 2021-03-09 中国科学技术大学 Method for electrically controlling GaAs/AlGaAs semiconductor quantum dot potential well

Also Published As

Publication number Publication date
KR100621304B1 (en) 2006-09-13

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US8133745B2 (en) Method of magnetic tunneling layer processes for spin-transfer torque MRAM
US7863060B2 (en) Method of double patterning and etching magnetic tunnel junction structures for spin-transfer torque MRAM devices
JP5068989B2 (en) Tunnel barrier layer and method for forming the same, MTJ element and method for manufacturing the same
JP5618474B2 (en) Bottom spin valve type magnetic tunnel junction device, MRAM, STT-RAM, MRAM manufacturing method, STT-RAM manufacturing method
US7577021B2 (en) Spin transfer MRAM device with separated CPP assisted writing
TWI310554B (en) Magnetic memory device and the writing method thereof
US7994555B2 (en) Spin transistor using perpendicular magnetization
JP5346453B2 (en) Magnetic tunnel junction element and method for forming the same
JP3859199B2 (en) Carbon nanotube horizontal growth method and field effect transistor using the same
TW546648B (en) Spin switch and magnetic storage element using the same
JP2007081359A (en) Spin transistor utilizing spin-orbit bonding induced magnetic field
US9236106B2 (en) Magnetic domain wall motion memory and write method for the same
KR20110050582A (en) Spin valve element and its driving method and storage device employing them
CN101853918B (en) Single-electron magnetic resistance structure and application thereof
KR100621304B1 (en) Single Electron Spin Controllable Nanodevice
KR20220044400A (en) Magnetic memory devices and magnetic memory apparatus
KR20210018696A (en) Magnetic memory device
KR20070034406A (en) Single Electron Spin Filtering Nanodevices
KR100465600B1 (en) A magnetic tunnel junction cell and A method for manufacturing the same
KR100350794B1 (en) Spin valve SET using a carbon nanotube
JP2004158578A (en) Magnetic storage and its manufacturing method
KR20070034405A (en) Single electron spin filtering nano device manufacturing method
CN114843394A (en) Spin orbit torque magnetic device and method of manufacturing the same
KR20100081835A (en) Magnetic random access memory device and manufacturing method of the same
JP2006173636A (en) MAGNETORESISTIVE ELEMENT USING TiN AS CAPPING LAYER

Legal Events

Date Code Title Description
A201 Request for examination
E902 Notification of reason for refusal
E701 Decision to grant or registration of patent right
GRNT Written decision to grant
FPAY Annual fee payment

Payment date: 20120816

Year of fee payment: 7

FPAY Annual fee payment

Payment date: 20130812

Year of fee payment: 8

FPAY Annual fee payment

Payment date: 20140901

Year of fee payment: 9

LAPS Lapse due to unpaid annual fee