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スピン制御機構及びスピンデバイス

国内特許コード P170014251
掲載日 2017年6月23日
出願番号 特願2015-545280
登録番号 特許第6090878号
出願日 平成26年10月29日(2014.10.29)
登録日 平成29年2月17日(2017.2.17)
国際出願番号 JP2014078816
国際公開番号 WO2015064663
国際出願日 平成26年10月29日(2014.10.29)
国際公開日 平成27年5月7日(2015.5.7)
優先権データ
  • 特願2013-227153 (2013.10.31) 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 スピン制御機構及びスピンデバイス
発明の概要 スピン制御機構は、スピン部及び第1チャネル部を備える。スピン部は、反転可能又は回転可能な磁気モーメントを有する。第1チャネル部は、スピン部に接触して設けられ、強磁性かつ絶縁体で構成される。そして、第1チャネル部に与えられた温度勾配によって発生するスピン流を用いて、スピン部の磁気モーメントの向きを制御する。
従来技術、競合技術の概要


電子機器において電子部品から発生する熱は、電子機器の正常な動作を妨げる要因となるおそれがある。このため、従来から、電子部品の温度を調整する機構が知られている(例えば、特許文献1参照)。下記の特許文献1には、電子部品の温度を調整する機構として、ヒートシンク及びファンが記載されている。

産業上の利用分野


本発明は、スピン制御機構及びスピンデバイスに関するものである。

特許請求の範囲 【請求項1】
磁気モーメントの向きを制御するスピン制御機構であって、
磁気モーメントを有するスピン部と、
前記スピン部と接触して設けられ、強磁性かつ絶縁体で構成された第1チャネル部と、
を備え、
前記第1チャネル部に与えられた温度勾配によって発生するスピン流を用いて、前記スピン部の磁気モーメントの向きを制御
前記第1チャネル部は、前記第1チャネル部の所定位置から前記第1チャネル部と前記スピン部との接触位置へ向かうに従って厚みが薄くなる厚さの勾配を有する、
スピン制御機構。

【請求項2】
前記第1チャネル部には、前記第1チャネル部と前記スピン部との接触位置へ向かうに従って温度が低くなる温度勾配が与えられる、請求項1に記載のスピン制御機構。

【請求項3】
前記第1チャネル部の所定位置と前記第1チャネル部及び前記スピン部が互いに接触する接触位置との間に温度勾配を与えるために、前記第1チャネル部の所定位置と熱発生源部とが熱的に接続された請求項1又は2に記載のスピン制御機構。

【請求項4】
前記熱発生源部は、ジュール熱を発生する請求項に記載のスピン制御機構。

【請求項5】
前記熱発生源部は、他の電子機器に接続されたヒートシンクである請求項に記載のスピン制御機構。

【請求項6】
スピン流によって動作するスピンデバイスであって、
磁気モーメントを有するスピン部と、
前記スピン部と離間して設けられ、磁性体からなるスピン注入子と、
前記スピン部に接触して設けられ、強磁性かつ絶縁体で構成された第1チャネル部と、
前記スピン注入子と前記スピン部との間に配置され、前記スピン注入子及び前記スピン部と直接又は絶縁層を介して接合された非磁性体からなる第2チャネル部と、
を備え、
前記第1チャネル部に与えられた温度勾配によって前記第1チャネル部に発生するスピン流、及び、前記スピン注入子及び前記第2チャネル部に電流又は電圧が印加されることによって前記第2チャネル部に発生するスピン流の少なくとも一方を用いて、前記スピン部の磁気モーメントの向きを制御する、
スピンデバイス。

【請求項7】
前記第1チャネル部には、前記第1チャネル部と前記スピン部との接触位置へ向かうに従って温度が低くなる温度勾配が与えられる、請求項に記載のスピンデバイス。

【請求項8】
前記第1チャネル部は、前記第1チャネル部の所定位置から前記第1チャネル部と前記スピン部との接触位置へ向かうに従って厚みが薄くなる厚さの勾配を有する、請求項6又は7に記載のスピンデバイス。

【請求項9】
前記第1チャネル部の所定位置と前記第1チャネル部及び前記スピン部が互いに接触する接触位置との間に温度勾配を与えるために、前記所定位置と熱発生源部とが熱的に接続された、請求項6~8の何れか一項に記載のスピンデバイス。

【請求項10】
前記熱発生源部は、ジュール熱によって熱を発生する請求項に記載のスピンデバイス。

【請求項11】
前記熱発生源部は、他の電子機器に接続されたヒートシンクである請求項に記載のスピンデバイス。

【請求項12】
基板をさらに備え、
前記スピン部は、基板上に設けられた強磁性体からなる円板状の部材であり、
前記スピン注入子は、前記基板上に前記スピン部と離間して設けられ、基板面内方向に磁化された強磁性体からなる請求項6~11の何れか一項に記載のスピンデバイス。

【請求項13】
磁気モーメントの向きが固定されたピンド層と、前記ピンド層に対向して配置され、磁気モーメントの向きを変更可能なフリー層と、前記ピンド層及び前記フリー層との間に配置され、トンネルバリア層又は非磁性層からなる中間層とを含むスピンバルブ構造を有するスピンデバイスであって、
前記ピンド層と前記フリー層との間に電位差を与える電位差生成部と、
強磁性体かつ絶縁体からなり、前記ピンド層、前記中間層及び前記フリー層の側方に接触して配置された第1チャネル部と、
を備えるスピンデバイス。

【請求項14】
前記第1チャネル部には、前記第1チャネル部と前記フリー層との接触位置へ向かうに従って温度が低くなる温度勾配が与えられる、請求項13に記載のスピンデバイス

【請求項15】
前記第1チャネル部は、前記ピンド層側から前記第1チャネル部と前記フリー層との接触位置へ向かうに従って厚みが薄くなる厚さの勾配を有する、請求項13又は14に記載のスピンデバイス。

【請求項16】
前記電位差生成部は、前記スピンバルブ構造にジュール熱を発生させ、
前記第1チャネル部は、前記スピンバルブ構造で発生したジュール熱によって、前記ピンド層側から前記第1チャネル部と前記フリー層との接触位置へ向けて温度勾配が与えられる請求項13~15の何れか一項に記載のスピンデバイス。
国際特許分類(IPC)
Fターム
画像

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JP2015545280thum.jpg
出願権利状態 登録
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