自旋波邏輯器件的研究.pdf

1、傳統(tǒng)的基于硅的邏輯器件隨著尺寸的降低，能量損耗更加嚴(yán)重，已經(jīng)不能滿足小尺寸低功耗集成電路的發(fā)展要求，亟需研究開發(fā)全新原理的邏輯器件。自旋波邏輯器件就是2011和2013版國(guó)際半導(dǎo)體路線圖中指出的具有極大發(fā)展?jié)摿Φ娜略砥骷?。自旋波邏輯器件利用波的特性工作，其不但能量損耗極低，傳輸速度極高，而且也有應(yīng)用量子計(jì)算的可能，實(shí)現(xiàn)多頻信道數(shù)據(jù)的并行處理，極大地提高信息處理能力，自旋波邏輯器件能夠極大地降低復(fù)雜邏輯電路的復(fù)雜度，有助于邏輯器件的大

2、規(guī)模集。因而，自旋波邏輯器件的研究成為了業(yè)界的研究熱點(diǎn)。
　　論文在對(duì)現(xiàn)有自旋波邏輯器件發(fā)展動(dòng)態(tài)的綜述與分析基礎(chǔ)上，采用微磁學(xué)模擬方法研究自旋波邏輯器件的實(shí)現(xiàn)機(jī)制。
　　本文首先研究了納米尺度下基于自旋波的多數(shù)決定門的可行性。研究結(jié)果表明納米尺度下三輸入單輸出的邏輯器件結(jié)構(gòu)同樣能夠?qū)壿嬢斎胄盘?hào)進(jìn)行評(píng)估，并由此實(shí)現(xiàn)多數(shù)決定門。此外，若將其中一個(gè)邏輯輸入作為控制信號(hào)，可以實(shí)現(xiàn)與門和或門。改變輸出自旋波探測(cè)點(diǎn)的位置，可以實(shí)現(xiàn)與非

3、門和或非門。因此這種多數(shù)決定門有著可配置性和功能性的特點(diǎn)。
　　其次，本文系統(tǒng)地研究了自旋極化電流對(duì)鐵磁納米條帶中傳播自旋波的相位和幅值影響。研究結(jié)果顯示，通過設(shè)計(jì)合適的釘扎層區(qū)域的尺寸及個(gè)數(shù)，傳播自旋波能夠?qū)崿F(xiàn)180°相移?；谧孕龢O化電流對(duì)鐵磁納米條帶自旋波波導(dǎo)的傳播特性的影響，運(yùn)用 Mach-Ze hnder型干涉儀來構(gòu)筑自旋波邏輯非門和多輸入邏輯門。在此基礎(chǔ)上，提出了通過在單根鐵磁納米條帶中施加局域自旋極化電流來設(shè)計(jì)自旋波