[发明专利]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

权利要求书

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1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1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1的自旋电子器件，其中所述半导体包含硅。

11.根据权利要求1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1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1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1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。

15.一种自旋电子器件，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。