【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
本专利技术涉及电子自旋波的复用传输装置。
技术介绍
1、在现代社会中，5g(第五代移动通信系统)、ai(人工智能)、iot(物联网)等处理大量信息的机会越来越多。作为传递该信息的方法，当前主要利用的是“光”，通过使用光纤来实现长距离/大容量输送。作为光波的特征，存在“并行性”(不相互干扰)和“复用性”(叠加波)。因此，通过应用了它们的波分复用传输(wdm；wavelength division multiplexing)，能用一根光纤同时传输多个信息。
2、另一方面，在半导体集成电路等电子器件中，原则上不可能同时传输多个信息。其理由在于，电子的性质与光大不相同，无法加入并行性、复用性。但是，如果实现兼具光的特征的电子器件，则存在能在单一的信息载体中实现基于模拟/数字信号的共存、诺依曼/非诺依曼型计算的混装的多种信息处理平台的可能性。
3、因此，本专利技术人们认为能利用于该终极的信息载体的是“电子自旋波”。
4、电子自旋波可以由存在于半导体内部的自旋轨道相互作用所产生的有效磁场产生。例如，在iii-v族半导体量子阱结构中存在两种自旋轨道相互作用。这是由拉什巴(rashba)自旋轨道相互作用(图6的(a)所示的顺时针箭头)和德雷斯尔豪斯(dresselhaus)自旋轨道相互作用(图6的(b)所示的箭头)产生的有效磁场。
5、在这两个有效磁场为相等的值时，有效磁场的方向朝向一个轴方向(图6的(c)所示的箭头)，有效磁场方向确定为一个，自旋弛豫被抑制。
6、这种状态可以称为永久
7、通过满足该条件，能在半导体中稳定地存在电子自旋波，能产生使用了电子自旋波的信息载体。
8、电子自旋波是指作为电子所具有的磁铁的性质的自旋一边改变其方向一边进行空间传播的现象，具有作为古典的“波”的性质。如图7所示，能将电子自旋波的波长λ定义为在向上自旋的方向变为向下并且再次变为向上为止的期间旋转一周时的长度。
9、能将该波长用作信息，能通过将不同的波长处理为不同的信息，使用电子自旋波以复用的方式发送信息。因此，能将作为光波的信息保持原样地转印到固体中。
10、电子自旋波能在自旋弛豫被抑制的状态下稳定地存在，因此认为能传播到长距离，并且能根据有效磁场的强度自由地控制波长。
11、而且，认为也能通过对振幅/相位/偏振自由度进行控制来进行电子自旋波的叠加。即，电子自旋波具有与光相同的特性，因此认为以往通过光纤进行的信息的复用传输也能通过固体电子器件来实现。
12、本专利技术人们首先对上述电子自旋波进行了研究，并在以下非专利文献1中公开了与电子自旋波有关的研究内容的一部分。
13、现有技术文献
14、非专利文献
15、非专利文献1：y.kunihashi，m.kohda，j.nitta，et al，“drift transport ofhelical spin coherence with tailored spin-orbit interactions”，naturecommunications，published 8mar 2016.
技术实现思路
1、专利技术要解决的问题
2、作为上述wdm方式的问题点，同时传输的信息的数量越增加，就必须准备与其相同数量的光电转换设备，担心容积的增加、耗电量的增加。与之相对，在利用了电子自旋波的传输方式中，认为能通过将复用光信号保持原样地转印到半导体来生成复用自旋波信号，无缝地实现并行信息处理。
3、由此，能抑制设备数量的增加，期待由波的并行性/复用性实现的高速化。
4、在当今的信息系统基础上，在通信/运算/记录中高效控制/终极活用光/电荷/自旋的各信息载体，支持信息社会。具体而言，在信息处理中，处理了比以使用0和1的2值逻辑电路为基础的逐次信息处理庞大的信息，在信息的记录中，将0和1的信息记录为磁化＝自旋的向上和向下。
5、仅唯一光通信使用光所具有的波动性对信息进行复用并进行传输。其中，相互的信息载体所具有的质的差异在信息的相互转换中产生瓶颈。例如，无法将光的波动性与电子的粒子性(电荷)相互继承。由此，在今后预计通信容量的爆发性增大的情况下，能通过信息的复用来进行信息传输，但由于信息处理需要逐次计算所有被复用的信息，因此需要庞大的信息设备，电力增大变得严重。
6、为了解决由这样的信息载体的质的差异，具体而言由光所具有的波动性和电子所具有的粒子性的差异产生的问题，需要脱离逐次计算处理和能在整个系统中高度共享信息的新的信息载体。因此，认为能通过活用具有波动性的信息载体、在此可以称为波动性信息载体的载体，运用波所具有的并行性和复用性来实现信息高密度化。而且，认为能通过在通信/处理/记录的全部中使用波动性信息载体，无缝地实现被复用的信息的相互转换，构建能应对庞大的信息量的新的信息系统基础。
7、本专利技术是基于以上说明的背景而完成的，其目的在于，提供一种能使用电子自旋波，将伴随自旋旋转的自旋方向的连续变化处理为模拟信号，能同时处理数字信息和模拟信息的电子自旋波的复用传输装置。
8、技术方案
9、(1)本专利技术的电子自旋波的复用传输装置的特征在于，具备：导入部，具有第一固体器件，合成多个电子自旋波，并导入复用电子自旋波，其中，所述第一固体器件具有半导体量子阱结构；调制部，具有连接于所述导入部的、具有半导体量子阱结构的第二固体器件，对来自所述导入部的复用电子自旋波进行调制；以及记录部，具有连接于该调制部的、具有半导体量子阱结构的第三固体器件，所述记录部具备多个记录磁性体，所述多个记录磁性体被导入通过所述调制部的所述复用电子自旋波，非易失性地记录所述复用电子自旋波所具有的信息，所述调制部是具有如下功能的调制部：利用由在半导体量子阱结构中产生的自旋轨道相互作用引起的有效磁场的晶体取向依赖性中的永久自旋回旋状态，对电子自旋波的振幅、相位、偏振自由度中的至少一个进行控制。
10、(2)在本专利技术的(1)所述的电子自旋波的复用传输分离检测装置中，优选的是，具有如下功能：在具有所述半导体量子阱结构的所述固体器件中，传输与由自旋轨道相互作用的强度唯一地确定的固有的波长相等的波长的电子自旋波，使与由所述自旋轨道相互作用的强度唯一地确定的固有的波长不同的波长的电子自旋波消失，由此，在所述固体器件中仅传输具有特定的波长的电子自旋波。
11、(3)在本专利技术的(1)或(2)所述的电子自旋波的复用传输装置中，优选的是，设有如下功能：在所述电子自旋波的数量多的情况下，对通过实际空间计测求出的数据进行快速傅里叶变换并带入波数空间的数据中进行分析。
12、(4)在本专利技术的(1)～(3)中任一项所述的电子自旋波的复用传输装置中，优选的是本文档来自技高网...
【技术保护点】
1.一种电子自旋波的复用传输装置，其特征在于，具备：
2.根据权利要求1所述的电子自旋波的复用传输装置，其特征在于，
3.根据权利要求1或2所述的电子自旋波的复用传输装置，其特征在于，
4.根据权利要求1或2所述的电子自旋波的复用传输装置，其特征在于，
5.根据权利要求1或2所述的电子自旋波的复用传输装置，其特征在于，
6.根据权利要求1或2所述的电子自旋波的复用传输装置，其特征在于，
7.根据权利要求1或2所述的电子自旋波的复用传输装置，其特征在于，
8.根据权利要求1或2所述的电子自旋波的复用传输装置，其特征在于，
9.根据权利要求1或2所述的电子自旋波的复用传输装置，其特征在于，
10.根据权利要求1或2所述的电子自旋波的复用传输装置，其特征在于，
11.根据权利要求5所述的电子自旋波的复用传输装置，其特征在于，
12.根据权利要求11所述的电子自旋波的复用传输装置，其中，
13.根据权利要求11所述的电子自旋波的复用传输装置，其中
...【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】
1.一种电子自旋波的复用传输装置，其特征在于，具备：
2.根据权利要求1所述的电子自旋波的复用传输装置，其特征在于，
3.根据权利要求1或2所述的电子自旋波的复用传输装置，其特征在于，
4.根据权利要求1或2所述的电子自旋波的复用传输装置，其特征在于，
5.根据权利要求1或2所述的电子自旋波的复用传输装置，其特征在于，
6.根据权利要求1或2所述的电子自旋波的复用传输装置，其特征在于，
7.根据权利要求1或2所述的电子自旋...
【专利技术属性】
技术研发人员：好田诚，关刚斋，植村哲也，弓仲康史，
申请(专利权)人：国立大学法人东北大学，
类型：发明
国别省市：
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