随着集成电路的高速发展，传统硅基CMOS研发已进入亚10纳米节点。超越摩尔定律的信息技术、产业发展受到各科技强国高度重视。自旋电子器件及自旋电子学是通过控制电子自旋来实现信息的存储、处理，具有能耗低、速度快的优势。与传统微电子学中核心器件—硅基场效应晶体管相对应，自旋电子学中也有类似的核心器件—自旋晶体管。理论上，有两种主要的自旋晶体管：Datta-Das自旋场效应晶体管及Johnson全金属自旋晶体管。但实验上，自旋晶体管一直面临巨大的挑战和困难：（1）Johnson全金属自旋晶体管作为新原理型器件实验上得到了证实，但输出电压信号弱（纳伏），不具有放大功能，距实际应用有很大差距。（2）Datta-Das自旋场效应晶体管自1990年提出后，经过近30年的基础研究，研制虽然取得了进展，但由于半导体中的自旋注入、输运（调控）及自旋检测面临一些列挑战，室温下工作的Datta-Das自旋场效应晶体管实验上一直没有得到实现。该项目团队自97年以来，一直从事碳基纳米材料及器件研究，提出在SP2碳中存在局域巨磁矩效应。基于该效应，成功构建出室温下工作的自旋场效应晶体管。该项目拟重点开展单元器件的性能优化，自旋场效应晶体管的逻辑器件和集成研发，展示自旋FET成为下一代信息器件和信息产业的核心、变革性器件的潜力，实现自旋FET的存算一体化，推动我国在新型信息技术和产业的发展和引领作用。