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입력 소스에 의해 스핀전류를 주입받고, 제1 변환층을 통해 상기 스핀전류를 전하전류로 변환하여 출력하는 제1 변환 노드; 및 상기 전하전류에 의해 유도되는 유도 자기장과 유효 전기장에 의하여 자성체층을 자화반전시켜 스핀전류를 출력하는 제2 변환 노드를 포함하되,상기 제1 변환 노드는, 절연층으로 구현된 스핀 필터를 기반으로 상기 스핀전류를 주입하는 스핀전류 주입층; 및 인버스 스핀-홀 효과를 기반으로 상기 스핀전류를 상기 전하전류로 변환하는 스핀-전하 변환층을 포함하는 제1 변환층을 포함하고, 상기 제2 변환 노드는, 상기 전하전류에 따라 유도된 전하에 의하여 발생된 상기 유효 전기장에 의해 상기 자성체층의 자기이방성 에너지가 감소되도록 하고, 상기 전하전류에 의해 유도되는 상기 유도 자기장을 기반으로 상기 자성체층이 자화반전되도록 하는 유전체층을 포함하는 것을 특징으로 하는 스핀 로직 소자
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제1항에 있어서,상기 제1 변환 노드는,소정의 자화 방향을 가지며, 상기 입력 소스에 의해 상기 스핀전류를 발생하는 제1 자성체층;상기 스핀전류를 상기 전하전류로 변환하는 제1 변환층; 및상기 전하전류를 상기 제2 변환 노드로 전달하는 커넥터를 포함하는 것을 특징으로 하는 스핀 로직 소자
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삭제
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제2항에 있어서,상기 제1 자성체층은,신호의 논리값 반전 기능의 수행을 위하여 단일 강자성체로 형성되는 것을 특징으로 하는 스핀 로직 소자
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제2항에 있어서,상기 제1 자성체층은,신호의 논리값을 유지하면서 임피던스를 조정하는 기능의 수행을 위하여 인공반강자성체로 형성되는 것을 특징으로 하는 스핀 로직 소자
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제1항에 있어서,상기 제2 변환 노드는,소정의 자화 방향을 가지며, 상기 자화반전에 의해 상기 스핀전류를 발생하는 제2 자성체층;상기 전하전류에 따라 유도된 전하를 축적하고, 상기 전하가 유효 전기장으로 작용하여 상기 제2 자성체층의 상기 자화반전이 되도록 하는 유전체층; 및상기 제1 변환 노드에서 출력된 상기 전하전류를 인가 받기 위한 커넥터를 포함하는 것을 특징으로 하는 스핀 로직 소자
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제6항에 있어서,상기 유전체층은,상기 커넥터와의 계면에 상기 전하를 축적하고, 전기적 분극현상으로 인해 상기 제2 자성체층과의 계면에 전하가 유도되며, 유도된 전하에 의해 상기 제2 자성체층의 자기이방성 에너지를 감소시켜 상기 자화반전이 되도록 하는 것을 특징으로 하는 스핀 로직 소자
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제7항에 있어서,상기 전하전류가 흐르는 상기 커넥터를 감싸며, 연자성 클래딩 도선 구조를 가지는 클래딩 자성체층을 추가로 포함하며,상기 클래딩 자성체층은, 상기 커넥터에 흐르는 상기 전하전류에 의해 형성된 상기 유도 자기장을 통해 상기 제2 자성체층을 상기 자화반전시켜 상기 스핀전류가 출력되도록 하는 것을 특징으로 하는 스핀 로직 소자
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제1항에 있어서,상기 제2 변환 노드에서 출력되는 상기 스핀전류를 상기 입력 소스로 사용하는 것을 특징으로 하는 스핀 로직 소자
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제9항에 있어서,상기 스핀전류를 상기 입력 소스로 사용하는 변환 노드는 상기 제1 변환 노드 또는 상기 제2 변환 노드와 캐스케이드(Cascade) 방식으로 연결된 신규 변환 노드인 것을 특징으로 하는 스핀 로직 소자
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제1 변환 노드 및 제2 변환 노드를 포함하는 스핀 로직 소자는,상기 제1 변환 노드에서, 입력 소스에 의해 스핀전류를 주입받고, 제1 변환층을 통해 상기 스핀전류를 전하전류로 변환하여 출력하는 단계; 및상기 제2 변환 노드에서, 상기 전하전류에 의해 유도되는 유도 자기장과 유효 전기장에 의하여 자성체층을 자화반전을 시켜 스핀전류를 출력하는 단계를 포함하되,상기 전하전류로 변환하여 출력하는 단계는, 절연층으로 구현된 스핀 필터를 기반으로 상기 스핀전류를 주입하는 스핀전류 주입 단계; 및 인버스 스핀-홀 효과를 기반으로 상기 스핀전류를 상기 전하전류로 변환하는 스핀-전하 변환 단계를 포함하는 제1 변환 단계를 포함하고, 상기 스핀전류를 출력하는 단계는, 상기 전하전류에 따라 유도된 전하에 의하여 발생된 상기 유효 전기장에 의해 상기 자성체층의 자기이방성 에너지가 감소되도록 하고, 상기 전하전류에 의해 유도되는 상기 유도 자기장을 기반으로 상기 자성체층이 자화반전되도록 하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 스핀 로직 소자의 동작 방법
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제11항에 있어서,상기 스핀전류를 출력하는 단계는,유전체층에 상기 전하전류에 따라 유도된 전하를 축적하고, 상기 전하가 유효 전기장으로 작용하여 제2 자성체층의 상기 자화반전이 되도록 하며, 제2 자성체층을 통해 스핀전류가 발생하는 것을 특징으로 하는 스핀 로직 소자의 동작 방법
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제12항에 있어서, 상기 제1 변환 노드 및 상기 제2 변환 노드는 커넥터로 연결되며,상기 스핀전류를 출력하는 단계는,상기 유전체층 및 상기 커넥터와의 계면에 상기 전하를 축적하고, 전기적 분극현상으로 인해 상기 유전체층 및 상기 제2 자성체층과의 계면에 전하가 유도되며, 유도된 전하에 의해 상기 제2 자성체층의 자기이방성 에너지를 감소시켜 상기 자화반전이 되도록 하는 것을 특징으로 하는 스핀 로직 소자의 동작 방법
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제13항에 있어서,상기 스핀전류를 출력하는 단계는,상기 전하전류가 흐르는 상기 커넥터를 감싸며, 연자성 클래딩 도선 구조를 가지는 클래딩 자성체층을 통해, 상기 커넥터에 흐르는 상기 전하전류에 의한 유도 자기장을 형성하고, 형성된 상기 유도 자기장을 통해 상기 제2 자성체층을 상기 자화반전시켜 상기 스핀전류가 출력되도록 하는 것을 특징으로 하는 스핀 로직 소자의 동작 방법
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소정의 자화 방향을 가지며, 입력 소스에 의해 스핀전류를 발생하는 단일 강자성체층과 상기 단일 강자성체층과 접하는 변환층을 통해 상기 스핀전류를 전하전류로 변환하여 출력하는 제1 노드; 및상기 전하전류에 의해 유도되는 유도 자기장과 유효 전기장에 의하여 자성체층을 자화반전시켜 스핀전류를 출력하는 제2 노드를 포함하되,상기 전하전류를 입력받고, 서로 다른 자화 방향을 가지는 두 개의 강자성체와 상기 두 개의 강자성체 사이에 구비된 비자성체를 포함하는 인공반강자성체층과 상기 인공반강자성체층과 접하는 변환층을 통해 상기 전하전류를 스핀전류로 변환하여 출력하는 제3 노드를 추가로 포함하며,상기 제1 노드는, 절연층으로 구현된 스핀 필터를 기반으로 상기 스핀전류를 주입하는 스핀전류 주입층; 및 인버스 스핀-홀 효과를 기반으로 상기 스핀전류를 상기 전하전류로 변환하는 스핀-전하 변환층을 포함하는 제1 변환층을 포함하고, 상기 제2 노드는, 상기 전하전류에 따라 유도된 전하에 의하여 발생된 상기 유효 전기장에 의해 상기 자성체층의 자기이방성 에너지가 감소되도록 하고, 상기 전하전류에 의해 유도되는 상기 유도 자기장을 기반으로 상기 자성체층이 자화반전되도록 하는 유전체층을 포함하는 것을 특징으로 하는 스핀 로직 소자
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