Letter 工学：再構成可能な大規模回路用の半導体のスピンに基づく論理 2007年5月31日 Nature 447, 7144 doi: 10.1038/nature05833 半導体スピントロニクスの研究は、電子の電荷に加えてそのスピン自由度を使って従来型のエレクトロニクスの範囲を拡張することを目指している。希薄強磁性半導体の開発、強磁性金属から半導体へのスピン注入や電子スピンが関係する新しい物理現象の発見など、この分野では著しい科学的進展が報告されている。しかし、半導体でのスピントロニクスを開発する有効な手段はまだ得られていない。本論文では、スピン蓄積を半導体コンピューター回路の基礎として使うという、概念的に一歩前進した理論的設計について報告する。金属の巨大磁気抵抗効果は既に商業的に利用されているが、この効果が論理演算には弱すぎるため、半導体/強磁性体系へは拡張されていない。我々は、スピンの流れではなく、スピン蓄積を使うことでこの問題を解決した。この設計の基本要素は論理ゲートであり、ゲートは多数の磁気接点がある半導体構造からできている。これは、雑音の多い室温環境でプログラムを変更できる論理演算を高速で実行できる。次に、このようなゲートを多数相互接続して、「スピンコンピューター」を作製する方法を提案する。従来型の相補型金属酸化物半導体（CMOS）トランジスタが小型化されてその固有の限界に達すれば、計算能力を大きくすると回路面積と電力損失の両方が必然的に増加するだろう。このスピンに基づく方法はさらにスケーリングを行う大きな余裕があり、ゲート当たりの計算能力もより大きくなる。 Full Text PDF 目次へ戻る
