工学：再構成可能な磁場制御半導体論理

磁気を利用した論理デバイスは、計算効率向上と消費電力低減に有望である。それらは自己消費電力がゼロであり、なおかつプログラマブル論理演算や不揮発性内蔵メモリーなどの新機能も兼ね備えている。しかし、磁気デバイスを論理に適合させる実際的取り組みは、低い信号対雑音比などの論理ゲートに適さない性能属性に悩まされている。我々は、キャリヤーのスピン依存輸送に起因する磁気抵抗効果を利用するのではなく、違ったやり方で磁気論理デバイスの開発に取り組んだ。それは、高電場中の非磁性半導体に見られる大きな磁気抵抗現象を利用するものである。今回我々は、外部磁場の符号と大きさの両方に非常に敏感な強いダイオード特性を示し、磁場印加によって2つの異なる特性状態間で可逆的変化を示すデバイスについて報告する。この特徴は、InSb p–n二層チャネルにおけるキャリヤーの生成・再結合を磁気制御する結果として生じる。そのような基本デバイスを組み合わせた単純な回路を作製・試験し、AND、OR、NAND、NORなどのブール論理機能を実行している。それらは外部電気信号または磁気信号によって動的にプログラムされ、室温で再構成可能な磁場制御半導体論理を実現している。この磁気技術によって、電圧スイッチではなく電流スイッチと見なせる新種のスピントロニクスデバイスが可能になり、再構成可能な不揮発性論理デバイス向けの単純な小型プラットフォームが得られる。

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