具有被约束的自旋电子掺杂剂的自旋电子器件及相关方法

专利名称：具有被约束的自旋电子掺杂剂的自旋电子器件及相关方法
技术领域：
本发明涉及电子学领域，并且更具体地，涉及基于自旋的电子学 及相关方法的领域。
背景技术：
基于自旋的电子学或者自旋电子学充分利用了电子的电荷以及 电子的自旋来允许新的器件具有例如增强的功能、更快的速度和/或减
少的功耗。示例性的自旋电子器件是如图1A和1B所示的自旋阀。当自 旋对准时自旋阀ll提供了低阻(图1A)，而在自旋没有对准时提供了 高阻(图1B)。自旋阀U可以用作例如非易失性存储元件。其它示例 性的自旋电子器件包括在图2中示意性示出的自旋FET 12以及在图3 中示出的量子位器件13。
例如/^开的美国专利申请No. 2006/00188167>幵了包含氧化锌的 稀磁性半导体(DMS)，其包括过渡元素或稀土镧系元素或者两者， 其量足够将该材料从非磁性状态改变为室温铁磁状态。该材料可以为 块体的形式或者薄膜的形式。DMS材料是半导体，其中过渡金属离子 或稀土镧系元素替代了主体半导体材料的阳离子。更具体地，DMS 材料15在图4B中示意性地示出，而其左边图4A中的是磁性材料14，及 其右边图4C中的是非磁性材料16。
公开的美国专利申请No. 2005/0258416公开了自旋电子开关器 件，其在第一和第二导电区之间包含半金属(half-metal)区。该半 金属区包含一种材料，该材料在少子自旋沟道(minority spin channel) 中在本征费米能级处具有基本为零的可利用的电子态。改变半金属区
相对于第一导电区的电压移动了其相对于第一导电区的电子能带的费米能级，这改变了多子自旋沟道(majority spin channel)中可利用 的电子态的数目。由此，这改变了通过开关器件的多子自旋极化电流。 半金属区可以包含CrAs并且导电区可以包含p掺杂或n掺杂半导体。例 如，p掺杂半导体可以包含Mn掺杂的GaAs。
公开的美国专利申请No. 2004/0178460公开了作为存储器和逻辑 器件的自旋电子器件应用，其使用通过在室温下将自旋极化的栽流子 从铁磁体注入到半导体中来获得的自旋阀效应以及自旋极化的场效 应晶体管。公开了铁磁材料为Fe、 Co、 Ni、 FeCo、 NiFe、 GaMnAs、 InMnAs、 GeMn和GaMnN中的一个，且能够是具有100%自旋极化的 半金属(诸如Cr02)。该半导体可以是选自Si、 GaAs、 InAs和Ge中 的一个。同样，公开了自旋沟道区为绝缘体上硅(SOI)或者化合物 半导体的二维电子气。
Jonker等人的论文"Electrical Spin Injection and Transport in Semiconductor Spintronic Devices" ( MRS Bulletin/Oct. 2003， pp. 740-748 )公开了使用栽流子自旋作为新的自由度的半导体异质结构。 该论文公开了在器件中实现半导体自旋电子学技术的四个基本要求， 并且提到了自旋极化栽流子到半导体中的有效电注入已经是严重妨 碍该领域进步的关键问题。该论文还公开了材料质量上的进步已经将 Ga^MiixAs的居里温度增大到 150。K并具有超过室温的潜力。自旋相 关的共振隧穿被确定为能够以非常有效的方式来增大隧道接触 (tunneling contact)的自旋选择性。如果适当地调整量子阱和势垒 的参数，则包含两个绝缘势垒之间的非磁性半导体量子阱以及两个铁 磁半导体电极的双势垒异质结(DBH)可以相当于半金属结。
当前的自旋电子学技术受到当前使用的材料的限制。例如，如 Jonker等人指出的，重要的是具有有效的自旋载流子注入。同样期望 具有与现有半导体处理技术的制造和操作的兼容性。同样期望磁有序 或居里温度在室温处或接近室温，而不是更典型的100-200。K。 一种 可能的方法是如上述美国专利申请No. 2004/0178460中公开的DMS材 料。另 一种自旋电子器件结构是如例如由Sanvito等人在论文"Ab Initio Transport Theory for Digital Ferromagnetic Heterostruetures" (Physical Review Letters, Vol. 87， No. 26， December 24， 2001， pp. 1-4)中公开的数字铁磁异质结构(DFH)。该论文叙迷了GaAs中Mn 的溶解度相当小；然而，能够在闪锌矿中获得大的Mn浓度，MnAs亚 单层到GaAs中以形成MnAs/GaAs超晶格。图5中示出了现有技术DFH 结构18的示意图，其在硅超晶格内具有以Mn形式的过渡金属(Tm)。 虽然这可以具有费米能级处的大的自旋极化以及大的磁阻效应和高 于块体中的居里温度，但是其可能遭受低的热稳定性。
遗憾地是，许多用于自旋电子器件的材料和结构具有相对低的自 旋电子掺杂剂(诸如Mn)浓度。自旋电子掺杂剂倾向于从晶格中析 出，尤其是当浓度增大和/或器件经受热处理步骤时。

发明内容
鉴于上述背景，因此本发明的目的是提供一种自旋电子器件，其 容易制造并且诸如在室温或更高温度下表现出例如良好的自旋电子特性。
根据本发明的这个和其它目的、特征和优点通过这样的自旋电子 器件来提供，该自旋电子器件包含至少 一个超晶格和至少 一个与其耦 合的电接触件，该至少一个超晶格包含多个层组。每一个层组都可以 包含限定具有晶格的基础半导体部分的多个堆叠的基础半导体单层、 约束在邻近基础半导体部分的晶格内的至少一个非半导体单层、以及 自旋电子掺杂剂。而且，该自旋电子掺杂剂可以被该至少一个非半导 体单层约束在基础半导体部分的晶格内。因此，可以达到并维持相当 高的自旋电子掺杂剂浓度而减小自旋电子掺杂剂析出的可能性。
该自旋电子掺杂剂可以包含邻近该至少一个非半导体单层的至 少一个自旋电子掺杂剂单层。这可以是这样的，例如其中该能级促进 自旋电子掺杂剂对非半导体的吸引力和保持力。该自旋电子掺杂剂可 以包含过渡金属，诸如锰、铁和铬中的至少一种。可替换地或者附加地，该自旋电子掺杂剂可以包含例如稀土 (诸如稀土镧系元素)。
该非半导体可以包含例如氧、氮、氟、碳-氧和硫中的至少一种。
该半导体可以包含硅，或者更一般地，可以包含选自IV族半导体、HI-V 族半导体和II—VI族半导体的半导体。具体的材料和结构配置可以优选
地被选择使得该超晶格表现出至少与室温 一样高的居里温度。
自旋电子器件的实施例可以是自旋电子场效应晶体管。因此，该 自旋电子FET可以包括衬底和栅极，该衬底支撑限定源极和漏极的一 对隔开的超晶格并且在该源极和漏极之间具有沟道，该栅极邻近该沟 道。自旋电子器件的另一实施例为自旋阀。该自旋阀也可以包括衬底， 该衬底支撑一对隔开的超晶格并且在该对超晶格之间具有间隔物。 在一些实施例中，可以不需要超晶格的重复结构。换句话说，自
旋电子器件可以包含限定具有晶格的基础半导体部分的多个堆叠的 基础半导体单层、约束在该晶格内的至少一个非半导体单层、以及被
该至少一个非半导体单层约束在基础半导体部分的晶格内的自旋电 子掺杂剂。另外，该器件也可以包括耦合到该基础半导体部分的电接触件。
一个用于制造自旋电子器件的方法方面包含形成至少一个超晶 格以及形成至少一个与其耦合的电接触件，该至少一个超晶格包含多 个层组。每一个层组都可以包含限定具有晶格的基础半导体部分的多
个堆叠的基础半导体单层、约束在邻近基础半导体部分的晶格内的至 少一个非半导体单层、以及自旋电子掺杂剂。而且，该自旋电子掺杂
剂可以被该至少一个非半导体单层约束在基础半导体部分的晶格内。 基于在该申请中的教导，其它方法方面也将被本领域技术人员理解。


图1A是示出处于低阻状态的现有技术自旋阀的示意图。 图1B是示出处于高阻状态的如图1A所示的现有技术自旋阀的示意图。
图2是现有技术中的自旋FET的示意性透视图。图3是现有技术中的量子位器件的示意图。 图4A是现有技术中的磁性材料的示意图。 图4B是现有技术中的稀磁性材料的示意图。 图4C是现有技术中的非磁性材料的示意图。
图5是现有技术中的数字铁磁异质结构(DFH)的示意性原子图。 图6A和6B分别为根据本发明的DFH的示意图和能级图。 图7是根据本发明的DFH结构的示意性原子图。 图8是用于根据本发明的自旋电子器件的超晶格的一部分的示意 性原子模型。
图9是如图8中所示的超晶格的结合能量(combined energy )图。 图10A-10C是在根据本发明的自旋电子器件中Si、 O和Mn的各种 相对原子位置的示意性原子图。
图ll是根据本发明的自旋电子FET的示意性截面图。 图12是根据本发明的自旋阀的示意性截面图。
具体实施例方式
现在将参考附图在下文中更充分地描述本发明，其中显示了本发 明的优选实施例。然而，本发明可以具体实现为许多不同的形式，并 且不应该被认为限制于这里所陈述的实施例。相反，提供这些实施例 使得本公开将是彻底且完整的，并且将向本领域技术人员充分表达本 发明的范围。自始至终相似的标号表示相似的元件。
现在参考图6A和6B,现在描述本发明的第一实例。在图6A的示 意性示出的DFH结构20中，Si超晶格中包括氧，也包括过渡金属(诸 如Mn)。如能够在图6B的能级图21中看到的，Mn在其接近氧层时将 具有较低的能量。换句话说，当Mn原子粘住硅原子时，该结构是能 量上最有利的，并且Mn原子能够在硅中被很好地安置和限制。如本 领域技术人员将明白的，Mn原子相对于氧原子的相对位置可以被用 来例如调节居里温度(Tc)。例如，对于2D有限系统(2D confined system) Tc可以比室温高得多。带有氧的DFH结构20有利地比现有技术结构更加热稳定。
例如，Mn仅仅将小的应力取代地引入到硅单晶结构中。Mn是适 合于自旋电子器件的过渡金属的一个实例。本领域技术人员将明白也 可以使用其它材料，诸如，例如Fe、 Cr等。也可以使用稀土元素，诸 如稀土镧系元素。
也可以使用其它材料来代替氧或者与氧结合。例如，氮、氟、碳 -氧和硫为合适的材料。另外，以Si的形式作为示例的基础半导体可以 为选自IV族半导体、III-V族半导体和II-VI族半导体的半导体。当然， 术语IV族半导体也包括IV-IV族半导体。
图7中示意性示出了DFH结构22的各个层的电荷和自旋密度以及 在Si单晶超晶格中加入氧和Mn。与其它层、层6和16相反，层l被显示 为处于导电状态中。
在图8中显示了示意性的原子模型25，其具有与氧一起加入硅 晶格中的过渡金属(例如Mn)。对于图9，显示了自旋向上的能态 27 (顶部)和自旋向下的能态28 (底部)。自旋向上能量图27表示 由于在费米能级处的低能态，电流将流动，如本领域技术人员所明白 的，并且与自旋向下图28的在费米能级处的高能态相反。
现在另外参考图10A- 10C,示意性地示出了各种Si-Mn-O结构 的相对能量学(relative energetics )。更具体地，图IOA所示的具有 在邻近Mn原子之间的氧原子的结构31提供了最低的稳定性，图10B 所示的具有远离一对Mn原子的氧原子的结构32提供了中间的稳定 性，并且图IOC所示的具有与一对Mn原子中的一个结合的氧原子的 结构33提供了相对最高的稳定性。
在一些实施例中，自旋电子器件可以包含至少一个超晶格和至少 一个与其耦合的电接触件，该至少一个超晶格包含多个层组。每一个
层组都可以包含限定具有晶格的基础半导体部分的多个堆叠的基础 半导体单层、约束在邻近基础半导体部分的晶格内的至少一个非半导 体单层、以及自旋电子掺杂剂。该基础半导体部分可以包含例如5-30个单层。如上所述该自旋电子掺杂剂可以被该至少一个非半导体单层约束在基础半导体部分的晶格内。因此，可以达到并维持相对高的 自旋电子掺杂剂浓度而减小自旋电子掺杂剂析出的可能性。例如，自
旋电子掺杂剂的浓度可以在约0.1 ~ 10 %的范围内。
自旋电子摻杂剂可以包含邻近该至少一个非半导体单层的至少 一个自旋电子掺杂剂单层。这可以是这样的，例如其中该能级促进自 旋电子掺杂剂对非半导体的吸引力和保持力。
例如，在共同转让的美国专利No. 6,891,188和7,153,763中描述 了关于包括硅和氧以实现能带修改、以便增大电荷栽流子迁移率的超 晶格结构的进一步细节，其整个内容通过参考被并入此处。根据此处 描述的自旋电子器件，申请人在不希望被束缚于该理论的情况下提出 以下理论非半导体单层可以用来收集或者至少包含自旋电子掺杂剂 以阻止该掺杂剂析出，尤其是在任何随后的热处理步骤期间，如本领 域技术人员将明白的。在一些实施例中，自旋电子掺杂剂可以通过原 子层淀积来添加。在其它实施例中，例如，自旋电子掺杂剂可以通过 注入和可选地继之以退火来添加，而非半导体单层用来至少包含该掺 杂剂。
例如，该非半导体单层可以初始以非连续的方式形成，也就是说， 在硅晶格中不是所有对于氧可利用的位置都被填充。而且，申请人也
在不希望被束縳于该理论的情况下提出以下理论单层的原子层淀积 (ALD )可以倾向于在原子级上形成簇而不是清楚地或精确地被限定 的单层，尤其当经受随后的热处理时。例如，在一些情况下超晶格可 以在浅沟槽隔离(STI)形成之前而形成，而因此在STI形成期间经 受热处理。
因此，术语单层意图覆盖这种理论化的分簇的现象，并且不限于 精确的数学或者原子结合模型(atomic stick modd )层，如本领域技 术人员将明白的。申请人同样在不希望被束缚于该理论的情况下提出 以下理论分簇的现象可以被认为是由于自旋电子掺杂剂而发生的， 尤其是对于那些材料的结合，诸如Si-O-Mn，其中Mn将被吸引向O。
进一步延伸于此描述的原理，在一些实施例中，可以不需要超晶格的重复结构。换句话说，自旋电子器件可以包含限定具有晶格的基 础半导体部分的多个堆叠的基础半导体单层、约束在该晶格内的至少 一个非半导体单层、以及被该至少一个非半导体单层约束在基础半导 体部分的晶格内的自旋电子掺杂剂。该器件也可以包括耦合到该基础 半导体部分的电接触件。
现在另外参考图ll，现在描述了以自旋电子场效应晶体管(FET) 40形式的自旋电子器件的实例。自旋电子FET 40示例性地包括半导 体衬底41和栅极50,该半导体衬底41支撑用来限定源极43和漏极 44的一对隔开的超晶格，沟道45在该源极和漏极之间，并且栅极50 邻近该沟道。栅极50包括电介质层52和其上的栅电极或接触件51。
为了解释清楚，示出的源极43和漏极44具有示意性地表示超晶 格的重复组的多个水平延伸的线，并具有表示自旋电子掺杂剂的圆 点。源极接触46和漏极接触47示例性地分别耦合到源极43和漏极 44。沟道45也示例性地为超晶格的形式，但是没有自旋电子掺杂剂。 在其它实施例中，沟道需要不是超晶格，如本领域技术人员将明白的。 在还有其它实施例中，只有源极或者漏极中的一个可以是超晶格。
自旋电子器件的另一个实施例是另外参考图12所说明的自旋阀 60。该自旋阀60也包括半导体衬底61,该半导体衬底61在其上表面 上支撑一对隔开的超晶格62、 63,在该对超晶格之间有间隔物66。 各自的电接触件64、 65被耦合到超晶格62、 63。如本领域技术人员 将明白的，超晶格62、 63中的一个可以被构造为钉扎(pinned)或 硬铁磁区，而另一个为软铁磁区。
一个用于制造自旋电子器件的方法方面包含形成至少一个超晶 格以及形成至少一个与其耦合的电接触件，该至少一个超晶格包含多 个层组。每一个层组都可以包含限定具有晶格的基础半导体部分的多
个堆叠的基础半导体单层、约束在邻近基础半导体部分的晶格内的至 少一个非半导体单层、以及自旋电子掺杂剂。而且，该自旋电子掺杂
剂可以被该至少一个非半导体单层约束在基础半导体部分的晶格内。 基于在该申请中的教导，其它方法方面也将被本领域技术人员理解。这里描述的自旋电子器件(包括自旋电子FET和自旋阀)，也 可以被配置为没有超晶格的重复结构，如本领域技术人员将明白的。 这里所描述的材料可以用在许多自旋电子器件中，尤其是用于增大自 旋载流子的注入效率，其被认为是由于在界面处的材料可混用性。该 器件的热稳定性也可以被大大地增强，其被认为是由于被保持在晶格 中的氧以及邻近氧原子的热稳定的Mn。在自旋电子学领域中其它的 一般参考文献包括Park等人的出现在Science 295， 651(2002)中的论 文；Qian等人的在Phys. Rev. Lett. 96， 0272U(2006)中的论文；以及 Ohno等人的出现在Nature 402， 790(1999)中的论文。
另外，本领域技术人员将想到本发明的许多修改和其它实施例， 其具有在上述描述和相关附图中提出的教导的好处。因此，应当理解 本发明不限于所公开的具体实施例，并且修改和实施例意图包括在本 发明的范围内。
权利要求
1. 一种自旋电子器件，包含至少一个超晶格；以及与所述至少一个超晶格耦合的至少一个电接触件；所述至少一个超晶格包含多个层组，每一个层组都包含限定具有晶格的基础半导体部分的多个堆叠的基础半导体单层，约束在邻近基础半导体部分的晶格内的至少一个非半导体单层，以及被所述至少一个非半导体单层约束在基础半导体部分的晶格内的自旋电子掺杂剂。
2. 根据权利要求1的自旋电子器件，其中所述自旋电子掺杂剂 包含邻近所述至少一个非半导体单层的至少一个自旋电子掺杂剂单 层。
3. 根据权利要求1的自旋电子器件，其中所述自旋电子掺杂剂 包含过渡金属。
4. 根据权利要求1的自旋电子器件，其中所述自旋电子掺杂剂 包含锰。
5. 根据权利要求1的自旋电子器件，其中所述至少一种过渡金 属包含锰、铁和铬中的至少一种。
6. 根据权利要求1的自旋电子器件，其中所述自旋电子掺杂剂 包含稀土。
7. 根据权利要求1的自旋电子器件，其中所述稀土包含稀土镧 系元素。
8. 根据权利要求l的自旋电子器件，其中所述非半导体包含氧。
9. 根据权利要求l的自旋电子器件，其中所述非半导体包含氧、 氮、氟、碳-氧和硫中的至少一种。
10. 根据权利要求l的自旋电子器件，其中所述半导体包含硅。
11. 根据权利要求l的自旋电子器件，其中所述半导体包含选自IV族半导体、III-V族半导体和II-VI族半导体的半导体。
12. 根据权利要求l的自旋电子器件，其中所述至少一个超晶格 包含一对超晶格；并且该自旋电子器件进一步包含衬底，其支撑限定源极和漏极的隔开的所述一对超晶格； 在所述源极和漏极之间的沟道；以及邻近所述沟道的栅极，使得所述自旋电子器件限定自旋电子场效 应晶体管。
13. 根据权利要求l的自旋电子器件，其中所述至少一个超晶格 包含一对超晶格；并且进一步包含衬底，其支撑隔开的所述一对超晶格；以及 在所述一对超晶格之间的间隔物，使得所述自旋电子器件限定自 旋电子阀。
14. 根据权利要求l的自旋电子器件，其中所述至少一个超晶格 表现出至少与室温一样高的居里温度。
15. —种自旋电子器件，包含限定具有晶格的基础半导体部分的多个堆叠的基础半导体单层； 约束在该晶格内的至少一个非半导体单层； 被所述至少一个非半导体单层约束在基础半导体部分的晶格内 的自旋电子掺杂剂；以及 ' 耦合到所述基础半导体部分的电接触件。
16. 根椐权利要求15的自旋电子器件，其中所述自旋电子掺杂 剂包含邻近所述至少一个非半导体单层的至少一个自旋电子掺杂剂 单层。
17. 根据权利要求15的自旋电子器件，其中所述自旋电子掺杂 剂包含过渡金属和稀土中的至少 一种。
18. 根据权利要求15的自旋电子器件，其中所述非半导体包含 氧、氮、氟、碳-氧和硫中的至少一种。
19. 根据权利要求15的自旋电子器件，其中所述半导体包含选 自IV族半导体、III-V族半导体和II-VI族半导体的半导体。
20. 根据权利要求15的自旋电子器件，进一步包含衬底，该衬 底支撑所述基础半导体部分。
21. 根据权利要求15的自旋电子器件，其中所述基础半导体部 分表现出至少与室温一样高的居里温度。
22. —种用于制造自旋电子器件的方法，包含以下步骤 形成至少一个超晶格；以及形成至少一个与所述至少一个超晶格耦合的电接触件； 所述至少一个超晶格包含多个层组，每一个层组都包含 限定具有晶格的基础半导体部分的多个堆叠的基础半导体单层， 约束在邻近基础半导体部分的晶格内的至少一个非半导体单层，以及被所述至少一个非半导体单层约束在基础半导体部分的晶格内 的自旋电子掺杂剂。
23. 根据权利要求22的方法，其中所述自旋电子掺杂剂包含邻 近所述至少一个非半导体单层的至少一个自旋电子掺杂剂单层。
24. 根据权利要求22的方法，其中所述自旋电子掺杂剂包含过 渡金属。
25. 根据权利要求22的方法，其中所述自旋电子掺杂剂包含锰。
26. 根据权利要求22的方法，其中所述至少一种过渡金属包含 锰、铁和铬中的至少一种。
27. 根据权利要求22的方法，其中所述自旋电子掺杂剂包含稀土。
28. 根据权利要求22的方法，其中所述稀土包含稀土镧系元素。
29. 根据权利要求22的方法，其中所述非半导体包含氧。
30. 根据权利要求22的方法，其中所述非半导体包含氧、氮、 氟、碳-氧和疏中的至少一种。
31. 根据权利要求22的方法，其中所述半导体包含硅。
32. 根据权利要求22的方法，其中所述半导体包含选自IV族 半导体、III-V族半导体和II-VI族半导体的半导体。
33. 根椐权利要求22的方法，其中形成所述至少一个超晶格的 步骤包含形成一对超晶格；并且进一步包含以下步骤设置衬底，其支撑限定源极和漏极的隔开的所述一对超晶格； 在所述源极和漏极之间形成沟道；以及形成邻近所述沟道的栅极，使得所述自旋电子器件限定自旋电子 场效应晶体管。
34. 根据权利要求22的方法，其中形成所述至少一个超晶格的 步骤包含形成一对超晶格；并且进一步包含以下步骤设置衬底，其支撑隔开的所迷一对超晶格；以及 在所述 一 对超晶格之间形成间隔物，使得所述自旋电子器件限定 自i走电子阀。
35. 根椐权利要求22的方法，其中所述至少一个超晶格表现出 至少与室温一样高的居里温度。
36. —种用于制造自旋电子器件的方法，包含以下步骤 形成限定具有晶格的基础半导体部分的多个堆叠的基础半导体单层；形成约束在该晶格内的至少一个非半导体单层； 设置被所述至少一个非半导体单层约束在基础半导体部分的晶 格内的自旋电子掺杂剂；以及形成与所述基础半导体部分耦合的电接触件。
37. 根据权利要求36的方法，其中所述自旋电子掺杂剂包含邻 近所述至少一个非半导体单层的至少一个自旋电子掺杂剂单层。
38. 根据权利要求36的方法，其中所述自旋电子掺杂剂包含过 渡金属和稀土中的至少一种。
39. 根据权利要求36的方法，其中所述非半导体包含氧、氮、 氟、碳-氧和硫中的至少一种。
40. 根据权利要求36的方法，其中所述半导体包含选自IV族 半导体、III-V族半导体和II-VI族半导体的半导体。
41. 根据权利要求36的方法，进一步包含以下步骤设置支撑该基础半导体部分的衬底。
42.根据权利要求36的方法，其中所述基础半导体部分表现出至少与室温一样高的居里温度。
全文摘要
一种自旋电子器件，可以包括至少一个超晶格和至少一个与所述至少一个超晶格耦合的电接触件，所述至少一个超晶格包含多个层组。每一个层组都可以包括限定具有晶格的基础半导体部分的多个堆叠的基础半导体单层、约束在邻近基础半导体部分的晶格内的至少一个非半导体单层、以及自旋电子掺杂剂。该自旋电子掺杂剂可以被所述至少一个非半导体单层约束在基础半导体部分的晶格内。在一些实施例中，可以不需要超晶格的重复结构。
文档编号H01L29/66GK101438413SQ200780016411
公开日2009年5月20日 申请日期2007年3月19日 优先权日2006年3月17日
发明者J·A·C·S·F·伊普敦, 伊利佳·杜库夫斯基, 塞姆德·哈里洛夫, 罗伯特·J·梅尔斯, 迈尔柯·伊萨, 黄向阳 申请人:梅尔斯科技公司