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SPIN CONTROL MECHANISM AND SPIN DEVICE

Foreign code F150008491
Posted date Oct 28, 2015
Country WIPO
International application number 2014JP078816
International publication number WO 2015064663
Date of international filing Oct 29, 2014
Date of international publication May 7, 2015
Priority data
  • P2013-227153 (Oct 31, 2013) JP
Title SPIN CONTROL MECHANISM AND SPIN DEVICE
Abstract A spin control mechanism is provided with a spin section and a first channel section. The spin section has a reversible or rotatable magnetic moment. The first channel section is provided so as to be in contact with the spin section, is ferromagnetic, and is configured from an insulator. A spin current that is generated by a temperature gradient that is applied to the first channel section is used to control the orientation of the magnetic moment of the spin section.
Scope of claims (In Japanese)[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チャネル部には、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ように、厚さの勾配が形成されている、請求項1又は2に記載のスピン制御機構。
[請求項4]
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1~3の何れか一項に記載のスピン制御機構。
[請求項5]
前記熱発生源部は、ジュール熱を発生する請求項4に記載のスピン制御機構。
[請求項6]
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4に記載のスピン制御機構。
[請求項7]
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8]
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チャネル部には、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ように厚さの勾配が形成されている、請求項7又は8に記載のスピンデバイス。
[請求項10]
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7~9の何れか一項に記載のスピンデバイス。
[請求項11]
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10に記載のスピンデバイス。
[請求項12]
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10に記載のスピンデバイス。
[請求項13]
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7~12の何れか一項に記載のスピンデバイス。
[請求項14]
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15]
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14に記載のスピン制御機構。
[請求項16]
前記第1チャネル部には、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ように、厚さの勾配が形成されている、請求項14又は15に記載のスピンデバイス。
[請求項17]
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14~16の何れか一項に記載のスピンデバイス。
  • Applicant
  • ※All designated countries except for US in the data before July 2012
  • JAPAN SCIENCE AND TECHNOLOGY AGENCY
  • THE UNIVERSITY OF YORK
  • Inventor
  • HIROHATA ATSUFUMI
IPC(International Patent Classification)
Specified countries National States: AE AG AL AM AO AT AU AZ BA BB BG BH BN BR BW BY BZ CA CH CL CN CO CR CU CZ DE DK DM DO DZ EC EE EG ES FI GB GD GE GH GM GT HN HR HU ID IL IN IR IS JP KE KG KN KP KR KZ LA LC LK LR LS LU LY MA MD ME MG MK MN MW MX MY MZ NA NG NI NO NZ OM PA PE PG PH PL PT QA RO RS RU RW SA SC SD SE SG SK SL SM ST SV SY TH TJ TM TN TR TT TZ UA UG US UZ VC VN ZA ZM ZW
ARIPO: BW GH GM KE LR LS MW MZ NA RW SD SL SZ TZ UG ZM ZW
EAPO: AM AZ BY KG KZ RU TJ TM
EPO: AL AT BE BG CH CY CZ DE DK EE ES FI FR GB GR HR HU IE IS IT LT LU LV MC MK MT NL NO PL PT RO RS SE SI SK SM TR
OAPI: BF BJ CF CG CI CM GA GN GQ GW KM ML MR NE SN TD TG
Reference ( R and D project ) PRESTO Nanosystem and function emergence AREA
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