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キャリア誘起強磁性体を用いた素子又は高周波素子 コモンズ

国内特許コード P110003328
整理番号 K020P31
掲載日 2011年6月20日
出願番号 特願2004-100417
公開番号 特開2005-286867
登録番号 特許第4139348号
出願日 平成16年3月30日(2004.3.30)
公開日 平成17年10月13日(2005.10.13)
登録日 平成20年6月13日(2008.6.13)
発明者
  • 大岩 顕
  • 宗片 比呂夫
  • 黒澤 良太
出願人
  • 独立行政法人科学技術振興機構
発明の名称 キャリア誘起強磁性体を用いた素子又は高周波素子 コモンズ
発明の概要

【課題】 共鳴周波数を外部からの制御により変調可能な周波数フィルタを提供する。
【解決手段】 n-GaAsからなる導電性基板1上にi-AlGaAsからなる絶縁層3を積層し、次いで、強磁性半導体(GaAsに磁性金属であるMnをドーピングした半導体)Ga1-xMnAs層の薄膜5をその上に積層した多層構造を有している。GaMnAsに特有な磁気異方性を利用して特定の方向へ磁化Mを向ける。GaMnAs層5に対して絶縁膜7を形成する。絶縁膜7上に、電界印加用の金属電極11を形成する。素子に対してマイクロ波を照射する。電場ベクトルが磁化と平行(磁場は直行)の場合は磁化と結合し、電場ベクトルが磁化と直交する場合は磁化と結合しない。外部磁場・磁化・異方性定数で決まる共鳴周波数ωがキャリア濃度を制御する制御手段により調整できる。
【選択図】 図2

従来技術、競合技術の概要


近年、電子機器の発達が著しく、それらのデジタル化・IC化等に伴い、その電子回路が発生するノイズによる回路内の相互干渉、あるいは他の電子機器への影響が大きな問題となっている。この対策として、インダクタンス部品をフィルタとして利用し、高周波数のインピーダンスZ値を増大させることにより、高周波成分を含むノイズ成分は減衰させ、低周波の信号成分のみを伝達させることが行われている。電子回路の小型化に伴って電子部品の小型化が要請から、フェライト層とコイル用導体を交互に印刷積層するチップインダクタが用いられている。フェライト系材料は、飽和磁束密度が低いが、電気抵抗率は、金属系材料に比べてはるかに高く、渦電流に起因する磁気損失が高周波数まで比較的小さい。



そのために、透磁率は高周波まで維持する。またフェライト系材料は、複雑形状のものも容易に作ることができ、かつ、低コストであるといった利点を持つため、10MHz以上のノイズフィルタとして用いられている。強磁性体の強磁性共鳴はGHz帯の周波数領域で起こるため、マイクロ波帯域で動作する素子として利用することが出来る(例えば、特許文献1参照)。また、最近では、強磁性体における強磁性共鳴を利用した高周波ノッチフィルタに関する提案もなされてきている。

【特許文献1】特開平08-250334号公報

【非特許文献1】Gary A. Prinz, “Hybrid Ferromagnetic-semiconductor Structure” Science vol.250, p.1092 (1990).

産業上の利用分野


本発明は、キャリア誘起強磁性体を用いた強磁性共鳴周波数の制御方法に関し、特に、磁性半導体を用いたキャリア制御に基づいて変化する強磁性共鳴周波数を利用したマイクロ波素子に関する。

特許請求の範囲 【請求項1】
一軸異方性を有する強磁性半導体であって、該一軸異方性と同じ方向に延在する細線構造を有するキャリア誘起型の強磁性半導体と、
該強磁性半導体におけるキャリア濃度を変調する制御を行う制御手段と
を有する素子又は高周波素子。

【請求項2】
一軸異方性を有する強磁性半導体であって、該一軸異方性と同じ方向に延在する細線構造を有するキャリア誘起型の強磁性半導体と、
該強磁性半導体の異方性磁場と磁化キャリア濃度で変調する制御を行う制御手段と
を有する素子又は高周波素子

【請求項3】
一軸異方性を有する強磁性半導体であって、該一軸異方性と同じ方向に延在する細線構造を有するキャリア誘起型の強磁性半導体と、
略一定温度において異方性磁場と磁化とに依存する前記強磁性体の共鳴周波数をキャリア濃度変調で制御する制御手段と
を有する素子又は高周波素子。

【請求項4】
一軸異方性を有する強磁性半導体であって、該一軸異方性と同じ方向に延在する細線構造を有するキャリア誘起型の強磁性半導体と、
直流磁場が略一定の場合において異方性磁場と磁化とに依存する共鳴周波数をキャリア濃度変調で制御する制御手段と
を有する素子又は高周波素子。

【請求項5】
前記キャリア誘起型強磁性体は、半導体に磁性元素を添加した強磁性半導体であることを特徴とする請求項1からまでのいずれか1項に記載の素子又は高周波素子。

【請求項6】
前記制御手段は、前記強磁性半導体に対して前記強磁性半導体中のキャリア濃度を変調するように制御する手段であることを特徴とする請求項に記載の素子又は高周波素子。

【請求項7】
前記制御手段は前記強磁性半導体に対して電界を印加するか又は光を照射する手段であることを特徴とする請求項1からまでのいずれか1項に記載の素子又は高周波素子。

【請求項8】
導電性の基板と、
該基板上に形成された第1の絶縁層と、
該第1の絶縁層上に形成されたキャリア誘起型強磁性体層と該強磁性体層上に形成された第2の絶縁層と該絶縁層上に形成された導電層との積層構造であって前記強磁性体層の一軸異方性と同じ方向に延在する細線構造を有する積層構造と、
前記細線の両端にそれぞれ形成された第1及び第2の電極と、
前記第1の電極と前記第2の電極との間に高周波電力を印加する手段と、
前記積層構造に対して電界の印加又は光の照射の少なくともいずれか一方を入力する入力手段と
を有することを特徴とする素子又は高周波素子

【請求項9】
前記キャリア誘起強磁性体は、キャリア濃度制御により常磁性半導体からキャリア誘起強磁性体に変化することを特徴とする請求項1からまでのいずれか1項に記載の素子又は高周波素子。
産業区分
  • 伝送回路空中線
  • 磁性材料
  • 電子部品
  • 電子応用機器
国際特許分類(IPC)
Fターム
画像

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JP2004100417thum.jpg
出願権利状態 権利存続中
参考情報 (研究プロジェクト等) さきがけ ナノと物性 領域
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