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スピンバルブ素子

国内特許コード P160013451
整理番号 (K035P24)
掲載日 2016年11月4日
出願番号 特願2014-517923
登録番号 特許第5645181号
出願日 平成25年10月31日(2013.10.31)
登録日 平成26年11月14日(2014.11.14)
国際出願番号 JP2013079599
国際公開番号 WO2014073452
国際出願日 平成25年10月31日(2013.10.31)
国際公開日 平成26年5月15日(2014.5.15)
優先権データ
  • 特願2012-246581 (2012.11.8) JP
発明者
  • 廣畑 貴文
出願人
  • 国立研究開発法人科学技術振興機構
  • ユニヴァーシティー オブ ヨーク
発明の名称 スピンバルブ素子
発明の概要 強磁性体からなるスピン注入子12と、強磁性体からなるスピン検出子16と、非磁性体からなるチャネル部14と、を有するスピンバルブ素子10であって、スピン検出子16は、スピン注入子12から離間した位置に配置され、チャネル部14は、スピン注入子12及びスピン検出子16に直接又は絶縁層を介して接続され、チャネル部14には、スピン流に直交する方向の断面積が拡大されたスピン拡散部30~34が形成されている。
従来技術、競合技術の概要


従来、スピンエレクトロニクスの分野では、電子のスピン状態を利用したスピンバルブ素子が用いられている(例えば、特許文献1参照。)。このスピンバルブ素子は、強磁性体からなるスピン注入子及びスピン検出子と、スピン注入子及びスピン検出子を橋渡しした非磁性体からなるチャネル部を備えており、いわゆる非局所的手法により、スピン注入子とスピン検出子との間のチャネル部に電荷の流れを伴わないスピン流を発生させ、スピン検出子とチャネル部との界面に発生するスピン蓄積電圧を検出する。また、スピンバルブ素子において、スピン流すなわち電子の角運動量の流れは、スピン注入子からの距離とスピンの拡散長とに依存して指数関数的に減衰することが知られている(例えば、特許文献2参照。)。

産業上の利用分野


本発明は、スピンバルブ素子に関するものである。

特許請求の範囲 【請求項1】
強磁性体からなるスピン注入子と、
強磁性体からなるスピン検出子と、
非磁性体からなるチャネル部と、
を有するスピンバルブ素子であって、
前記スピン検出子は、前記スピン注入子から離間した位置に配置され、
前記チャネル部は、前記スピン注入子及び前記スピン検出子に直接又は絶縁層を介して接続され、前記チャネル部には、前記スピン注入子の接合位置と前記スピン検出子の接合位置との間に、スピン流に直交する方向の断面積が拡大されたスピン拡散部が複数形成され
前記スピン拡散部は、スピン注入子からスピン検出子へ向かう第1方向の経路のスピン抵抗が、スピン検出子からスピン注入子へ向かう第2方向の経路のスピン抵抗よりも小さくなるように形成されているスピンバルブ素子。

【請求項2】
前記スピン拡散部は、前記断面積が最大となる先端部を有し、
前記スピン流に直交する方向の前記スピン拡散部の断面積の変化率は、前記スピン注入子側から前記先端部へ向かう場合の方が、前記先端部から前記スピン検出子側へ向かう場合に比べて小さい請求項1に記載のスピンバルブ素子。

【請求項3】
前記スピン注入子、前記スピン検出子及び前記チャネル部は、基板上に形成されており、
前記スピン注入子及び前記スピン検出子が基板の主面と平行な方向に互いに離間して配置される請求項1又は2に記載のスピンバルブ素子。

【請求項4】
前記スピン拡散部は、前記基板の上面からみて、前記断面積が最大となる先端部を通り、前記スピン流に直交する方向に伸びる線を基準として非対称に形成されている請求項に記載のスピンバルブ素子。

【請求項5】
前記スピン拡散部は、前記基板の上面からみて、前記チャネル部の軸線を基準として対称に形成されている請求項に記載のスピンバルブ素子。

【請求項6】
非局所的手法を用いて電圧を検出する請求項1~の何れか一項に記載のスピンバルブ素子。
国際特許分類(IPC)
Fターム
画像

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JP2014517923thum.jpg
出願権利状態 登録
参考情報 (研究プロジェクト等) さきがけ ナノシステムと機能創発 領域
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