[发明专利]一种计算器件及其计算方法

说明书

本申请提供了一种计算器件，所述计算器件包括逻辑条，所述逻辑条包括由逻辑条磁畴壁分开的两个逻辑条磁畴；在逻辑条的第一位置处与逻辑条交叉的输入条，包括至少一个输入条磁畴，所述至少一个输入条磁畴中的每一个包括至少一个输入条存储单元，用于存储二进制0或1；以及在逻辑条的靠近逻辑条磁畴壁的第二位置与逻辑条交叉的输出条，输出条包括至少一个输出条磁畴，所述至少一个输出条磁畴中的每一个包括至少一个输出条存储单元，用于存储二进制0或1。

技术领域

本公开涉及逻辑计算领域，尤其涉及自旋波控制器件、极化自旋波控制方法、计算器件、处理器件以及逻辑计算方法。

背景技术

随着金属氧化物半导体场效应晶体管(MOSFET)小型化的发展，晶体管的缩小使得数亿个晶体管能够位于单个芯片上，以此增加计算能力。然而，晶体管的缩小导致了巨大的能量耗散。进一步，传统的硅技术利用冯-诺依曼计算架构，其中数据存储和数据处理分别在存储器和中央处理单元中实现。存储器和中央处理单元通过数据总线进行通信。这种分离架构降低了计算速度和能量效率，并且还使得计算断电挥发。

已经开发的基于自旋电子学的存储器，例如自偏转移矩磁随机存储器和磁赛道存储器，用于在不影响速度的情况下减轻能量问题。然而，现有的自旋电子应用仅限于实现数据存储，并且数据存储通常采用传导电子携带的自旋电流来实现，因此尚未完全避免焦耳加热问题。

发明内容

本公开提供一种自旋波控制器件，包括第一磁性层、位于第一磁性层之上的第二磁性层以及与第二磁性层的一部分重叠或与第一磁性层的一部分重叠的覆盖层。第一磁性层具有指向第一方向的磁矩，第二磁性层具有指向与第一方向大致相反的第二方向的磁矩。覆盖层具有大致指向第一方向或大致指向第二方向的磁矩。

在一些实施例中，所述自旋波控制器件还包括在第一磁性层和第二磁性层之间的第一夹层，以及在第二磁性层和覆盖层之间的第二夹层。

在一些实施例中，覆盖层用于使注入自旋波控制器件的极化自旋波的偏振发生偏转。

在一些实施例中，极化自旋波的偏振的偏转方向取决于覆盖层的磁矩方向。

在一些实施例中，极化自旋波的偏振的偏转角度取决于覆盖层的长度、第一夹层的厚度、第二夹层的厚度、偏振自旋波频率、及第一磁性层和第二磁性层的材料特性中的至少一个。覆盖层的长度方向与自旋波控制器件中的极化自旋波的传播方向大致平行。

在一些实施例中，第二磁性层和第一磁性层具有大致相同的宽度。

在一些实施例中，覆盖层的磁矩方向可在大致与第一方向对准和大致与第二方向对准之间切换。

在一些实施例中，所述自旋波控制器件还包括切换器件，切换器件与覆盖层耦合，用于切换覆盖层的磁矩方向。

在一些实施例中，第一方向和第二方向大致垂直于第二磁性层的上表面或大致垂直于第二磁性层的侧表面。

在一些实施例中，第一磁性层和第二磁性层包括相同材料或相同结构，并且第一磁性层的总磁化强度与第二磁性层的总磁化强度相同。

在一些实施例中，第一磁性层和第二磁性层中的每个均包括铁(Fe)、镍 (Ni)、钴(Co)、铬(Cr)或钇铁石榴石(YIG)中的至少一种。覆盖层包括铁 (Fe)、镍(Ni)、钴(Co)、铬(Cr)或钇铁石榴石(YIG)中的至少一种。

本公开还提供了一种控制极化自旋波的方法，包括将极化自旋波注入人工反铁磁体(SyAF)并控制覆盖层的磁矩方向以偏转极化自旋波的偏振。覆盖层与SyAF的一部分重叠。