【手続補正書】
【提出日】平成15年6月16日(2003.6.16)
【手続補正１】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】特許請求の範囲
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項１】
電流をキャリーする（carrying）ための入力領域と、電流をキャリーするための出力領域と、クーロン封鎖レジーム（Coulomb blockade regime）で作動するように配列されかつ入力および出力領域を分離する三次元的に制限された（confined）量子領域とを有し、それにより電子が量子領域を通るトンネリング（tunnelling）によって入力領域から出力領域にだけ通過できるメモリ装置と、
入力および出力領域がスピン成極（spin polarised）されるようにメモリ装置におけるゼーマン分流（Zeeman splitting）を制御し、それにより入力および出力領域を通る伝導が１つのスピン極性（spin polarity）の電子によって行われるゼーマン分流手段と、
メモリ装置を通るトンネル電流（tunnelling current）を制御するように量子領域における最上方の電子のスピン成極作用（spin polarisation）を制御するための制御手段と
から構成される、メモリ。
【請求項２】
ゼーマン分流手段は直流磁界を適用するための手段により構成される、請求項１に記載のメモリ。
【請求項３】
制御手段は量子領域におけるゼーマン分流が交流磁界パルスとの共振を生じるようになるときに量子領域にラビ・スピン・フロップ（Rabi spin flop）を発生させるように交流磁界パルスを適用するための手段により構成される、請求項１または２に記載のメモリ。
【請求項４】
量子領域内でのゼーマン分流を調整するための調整手段をさらに備える、請求項１〜３のいずれか一項に記載のメモリ。
【請求項５】
調整手段は量子領域内でのエネルギ・レベルを調整するようにゲート電圧を量子領域に適用するための手段により構成される、請求項４に記載のメモリ。
【請求項６】
調整手段は量子領域に適用される直流磁界を局部的に制御するための手段により構成される、請求項４または５に記載のメモリ。
【請求項７】
制御手段は入力領域および出力領域の一方に関する入力領域および出力領域の他方のゼーマン分流の方向およびそれによるスピン成極作用を切り替えるための手段により構成される、請求項１または２に記載のメモリ。
【請求項８】
切替え手段は入力及び出力領域の一方並びに量子領域におけるゼーマン分流の方向を切り替えるように配列される、請求項７に記載のメモリ。
【請求項９】
量子領域は磁性エレメントと協働されそして制御手段は量子領域における磁性エレメントおよびそれによる最上方の電荷キャリア（charge carrier）の成極作用を制御するように配列される、請求項１〜８のいずれか一項に記載のメモリ。
【請求項１０】
磁性エレメントは量子領域内の磁性不純物（magnetic impurity）により構成される、請求項９に記載のメモリ。
【請求項１１】
各々が電子流をキャリーするための入力領域と、電子流をキャリーするための出力領域と、クーロン封鎖レジームで作動するように配列されかつ入力および出力領域を分離する三次元的に制限された量子領域とを有し、それにより電子が量子領域を通るトンネリングによって入力リードから出力リードにだけ通過できる複数の二次元アレイのメモリ装置と、
入力および出力領域がスピン成極されるようにメモリ装置にゼーマン分流を発生させ、それによりメモリ装置の入力および出力領域を通る伝導が１つのスピン極性の電子によるものであるゼーマン分流手段と、
個々のメモリ装置またはそれらの装置内におけるゼーマン分流を調整するための調整手段と、
一つのメモリ装置またはそれらの装置を通ってトンネル電流を電荷するように調整された個々のメモリ装置またはそれらの装置だけの量子領域における最上方の電子のスピン状態を切り替えるためのスピン状態切替え手段と、
各メモリ装置を個々にアドレス指定する（addressing）ためのアドレス指定手段と、
アドレス指定されたメモリ装置の量子領域における最上方の電子のスピン状態を電流の読取りから決定するようにアドレス指定されたメモリ装置によって供給される電流を読み取るための読出し手段と
から構成される、メモリ。
【請求項１２】
各々が電子の流れをキャリーするための入力領域と、電子の流れをキャリーするための出力領域と、クーロン封鎖レジームで作動するように配列されかつ入力および出力領域を分離する三次元的に制限された量子領域とを有し、それにより電子が量子領域を通るトンネリングによって入力リードから出力リードにだけ通過できるメモリ装置と、入力および出力領域がスピン成極されるようにメモリ装置にゼーマン分流を発生させ、それによりメモリ装置の入力および出力領域を通る伝導が１つのスピン極性の電子によって行わけるゼーマン分流手段と、入力および出力領域のゼーマン分流の方向およびそれによるスピン成極作用が同じである第１の状態と、入力および出力領域の一方のスピン成極作用が入力および出力領域の他方に関して切り替えられる第２の状態との間で各メモリ装置を切り替えることが可能であり、その配列は入力および出力領域が同一の方向のスピン成極作用を有するときに電流がメモリ装置を通ってだけ流れることができる切替え手段と、各メモリ装置を個々にアドレイ指定するためのアドレス指定手段と、メモリ装置が第１状態にあるか第２の状態にあるかを読み取り電流から決定するようにアドレス指定されたメモリ装置によってによって供給される電流を読み取るための読出し手段とから構成される、メモリ。
【請求項１３】
電流をキャリーするための入力領域と、電流をキャリーするための出力領域と、クーロン封鎖レジームで作動するように配列されかつ入力および出力領域を分離する三次元的に制限された量子領域とを有し、それにより電荷キャリーが量子領域を通るトンネリングによって入力リードから出力リードにだけ通過でき、入力および出力領域のｇファクタ（g-factor）の大きさは、使用時に磁界によってゼーマン分流が誘導されたときに入力および出力領域がスピン成極され、それにより入力および出力領域を通る伝導が一つのスピン極性の電荷キャリアによってあるように、量子領域のｇファクタ（g-factor）の大きさよりも相当に大きい、メモリ装置。
【請求項１４】
電流をキャリーするための入力領域と、電流をキャリーするための出力領域と、クーロン封鎖レジームで作動するように配列されかつ入力および出力領域を分離する三次元的に制限された量子領域とを有し、それにより電荷キャリアが量子領域を通るトンネリングによって入力リードから出力リードにだけ通過でき、量子領域はIII−Ｖ半導体（III-V semiconductor）で形成され、入力および出力領域は、磁界によってゼーマン分流が誘導されたときに入力および出力領域がスピン成極され、それにより入力および出力領域を通る伝導が一つのスピン極性の電荷キャリアによってあるように、ｎ伝導形II-ＶI合金（II-VI alloy）で形成される、メモリ装置。
【請求項１５】
電流をキャリーするための入力領域と、電流をキャリーするための出力領域と、クーロン封鎖レジームで作動するように配列されかつ入力および出力領域を分離する三次元的に制限された量子領域とを有し、それにより電荷キャリアが量子領域を通るトンネリングによって入力リードから出力リードにだけ通過でき、入力および出力領域のｇファクタの大きさは、使用時に磁界によってゼーマン分流が誘導されたときに入力および出力領域がスピン成極され、それにより入力および出力領域を通る伝導が一つのスピン極性の電荷キャリアによってあるように、量子領域のｇファクタ（g-factor）の大きさよりも相当に大きい切替えエレメントと、
入力および出力領域のゼーマン分流の方向およびそれによるスピン成極作用が同じである第１のゼーマン分流状態と、入力および出力領域の一方のスピン成極作用が入力および出力領域の他方に関して切り替えられる第２のゼーマン分流状態との間で間で切替えエレメントを切り替え可能であり、入力および出力領域が同じスピン成極作用を有するときに電流が切替えエレメントのみを通って流れることができるように配列される切替え手段と
により構成される、切替え装置。
【手続補正２】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００２４
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００２４】
量子ドットは以下の事項を必要とする量子クーロン封鎖レジームで作動することが必要である：
ＫBＴ ＜＜ ΔＥ，ｅ2／Ｃ                  （１）
ここにおいて、ＫBは、ボルツマン定数であり、
Ｔは、温度であり、
ΔＥは、量子領域におけるエネルギ・レベルの差であり、
ｅは、電子電荷であり、
Ｃは、量子ドットの容量
であり、そして「,」は不当性が右手側の両コンポーネントのために十分であることを意味している：
ＫBＴ ＜＜ ΔＥ  および  ＫBＴ ＜＜ ｅ2／Ｃ
であり、それにより量子ドットでの電子のトンネリング（tunnelling）は、例えば、ゲートＧに適用される電圧によって追加のエネルギｅ2／Ｃが適用されたときのみ可能である。上述の材料および量子ドット寸法のために、量子化レベルの離間およびクーロン電荷エネルギは１ｍｅＶ（ミリ電子ボルト）のオーダーであり、それにより、この例において、装置は周知の低温発生技術を用いて液体ヘリウム温度（数ケルビン）で作動されるべきである。しかしながら、量子ドットのサイズを１０の係数で減少することが必要温度を１００の係数で上昇させ、かくして室温で作動できることは当業者にとって好適である。