Toshiba представила спинтронный транзистор

Toshiba представила МДП-транзистор (металл-диэлектрик-проводник, или Metal Oxyde Semiconductor Field Effect Transistor, MOSFET), построенный на основе так называемого спинового токопереноса, происходящего за счет управления спином электронов (характеристика, связанная с направлением их вращения). Появление подобного компонента весьма многообещающе – на его базе могут быть созданы быстродействующие энергонезависимые логические модули с функцией запоминания, имеющие к тому же чрезвычайно низкий уровень энергопотребления. Демонстрация первой стабильной спинтронной ячейки Toshiba произошла во время проходившей с 7 по 9 декабря в Балтиморе международной встрече по электронным устройствам.

Процесс усовершенствования MOSFET-устройств в рамках современных условий миниатюризации техпроцессов неизбежно приводит к проблемам, связанным с относительным ухудшением производительности из-за таких причин, как увеличение общего сопротивления проводников и увеличение потребления из-за возрастания токов утечки. Спинтроника выглядит одним из наиболее вероятных кандидатов для решения этих проблем, но к задаче построения спинтронных транзисторов начали подступаться только относительно недавно, и до сих пор она решалась лишь частично.

Toshiba представила полевой транзистор, исток и сток которого содержат магнитные слои, и продемонстрировала возможность их использования для контроля направления спинов по методу передачи спинов с переключением момента вращения (spin-transfer-torque-switching, STS), и с подачей напряжения на затвор и исток/сток. Эффект перехода в магнитном туннеле (magnetic tunnel junction) используется для осуществления STS-записи в магнитном слое, сформированном сплавом Гейслера (Heusler alloy) – полуметаллом, выступающим в роли поляризатора спинов.

Компания подтвердила перспективность использования спинтронных MOSFET-устройств для построения запоминающих устройств с быстрой случайной записью и высокой скоростью доступа при низком энергопотреблении. Toshiba намерена продолжить работу над реализацией фундаментальных технологий, которые, по ее расчетам, позволят вывести спинтронные устройства на рынок после 2015 г.