脉冲产生装置制造方法及图纸

脉冲产生装置(10)具备：基板(24)；自旋注入件(14)，设置于基板(24)上，由强磁性体构成；自旋转子(18)，设置于基板(24)上，由强磁性体构成，具有第1轴的方向成为容易磁化轴的磁各向异性；通道部(12)，由与自旋注入件(14)以及自旋转子(18)直接地或隔着绝缘层接合的非磁性体构成；以及产生部(30)，在自旋转子(18)的磁矩(M)从朝向第1轴(L1)的一侧的状态往朝向第1轴(L1)的另一侧的状态反转时，通过检测出自旋转子(18)的磁矩(M)朝向沿着与第1轴(L1)正交的第2轴(L2)的状态，从而产生脉冲。

Pulse generator

The pulse generating device (10) comprises a substrate (24); spin injection parts (14), is arranged on the substrate (24), a strong magnetic body; spin rotor (18), is arranged on the substrate (24), a strong magnetic body, has become the direction of the first axis magnetic anisotropy easily axis; channel department (12), and by the spin injection and spin parts (14) rotor (18) directly or through the nonmagnetic insulating layer bonding; and generating part (30), (18) of the rotor in the spin magnetic moment (M) from the first axis (L1) state the side toward the first axis (L1) to the other side of the reverse state, by detecting the rotor spin magnetic moment (18) (M) to (L1) and the first axis along the second orthogonal axis (L2) of the state, resulting in pulse.

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】脉冲产生装置
本专利技术关于一种脉冲产生装置。
技术介绍
专利文献1中记载有一种将来自信号源的输入信号的波形变换为矩形波脉冲的脉冲产生装置。此外，脉冲宽度较短的矩形波脉冲利用于通信装置或雷达装置等。例如，专利文献2中就记载有使用脉冲(pulse)宽度极短的冲击波(impulse)状的脉冲串的通信方式。再者，专利文献3中也记载有雷达装置，该雷达装置具备使用脉冲宽度较短的矩形波脉冲的高频设备。在先技术文献专利文献专利文献1：日本特开2007-013441号公报专利文献2：日本特开2013-192006号公报专利文献3：日本特开2013-083541号公报
技术实现思路
[专利技术想要解决的课题]传统的脉冲产生装置中，为了使脉冲宽度缩得更短，必须使用频率更为提高的输入信号。然而，因为频率变越高，波形的上升成分或下降成分的幅度就越短，故难以用优异精确度检测出波形的上升或下降。因而，传统的脉冲产生装置中，可产生的脉冲宽度的短缩程度有其界限。在本
中，期望能产生脉冲宽度较短的脉冲产生装置。[解决课题所用的手段]本专利技术一侧面的脉冲产生装置具备：基板；自旋注入件，设置于基板上，由强磁性体构成；自旋转子，设置于基板上，由强磁性体构成，具有第1轴的方向成为容易磁化轴的磁各向异性；通道部，由与自旋注入件以及自旋转子直接地或隔着绝缘层而接合的非磁性体构成；以及产生部，在自旋转子的磁矩从朝向第1轴的一侧的状态往朝向第1轴的另一侧的状态反转时，通过检测出自旋转子的磁矩朝向沿着与第1轴正交的第2轴的状态，从而产生脉冲。该脉冲产生装置中，通过使用局部手法或非局部手法，从而在通道部产生朝向自旋转子的自旋流。例如，若在自旋注入件和通道部施加电流或电压时，会在通道部产生朝向自旋转子的自旋流。流到通道部的自旋流对自旋转子的磁矩产生自旋转移磁矩(Spin-TransferTorque)的作用。即，若进动(precession)中的磁矩从自旋流接受自旋角动量，则会对磁矩施加旋转力。由此，磁矩的进动会被放大。若该进动到达临界点，则磁矩的朝向从第1轴的一侧往另一侧反转。因为磁矩在朝向沿着第1轴的状态中其磁性最为稳定，故进动到达临界点的磁矩会以高速从第1轴的一侧往另一侧反转。即，磁矩会在反转过程中瞬间成为朝向沿着第2轴的状态。此时，通过产生部检测出磁矩瞬间朝向沿着第2轴的状态，可在磁矩瞬间朝向沿着第2轴的状态时产生上升的脉冲。由此，可产生脉冲宽度较短的脉冲。一实施方式中，自旋转子的基板的面内方向的剖面形状可为：相较于该形状的轮廓线中在与第2轴交叉的方向上分离最远的2点间的距离，该形状的轮廓线中在第2轴方向上分离最远的2点间的距离较长。或者，一实施方式中，自旋转子的基板的面内方向的剖面形状可为椭圆形，而第2轴为椭圆形的长轴。在如此构成的情况下，自旋转子的磁矩反转时的磁矩的朝向会受到限制。即，因为可将与第1轴正交的第2轴特定为一个方向，故可容易探测自旋转子的磁矩朝向沿着第2轴的状态。一实施方式中，自旋注入件可在与第1轴平行的方向上具有磁化。在如此构成的情况下，由于从自旋注入件流入通道部的自旋的朝向和从通道部流入自旋转子的自旋的朝向相同，所以具有与自旋注入件的磁化方向相同的朝向的自旋状态的自旋流会流入自旋转子。与相对于自旋转子的磁矩具有角度而流入的自旋产生作用的情况相比，作用于自旋转子的磁矩的自旋转移磁矩的帮助较大。因此，自旋转子的磁矩可以优异效率接受自旋转移磁矩。一实施方式中，第1轴也可为基板的面垂直方向。例如，在多个自旋转子排列于基板的情况下，相较于在面内方向具有磁矩的自旋转子，在基板的面垂直方向具有磁矩的自旋转子可使磁矩高密度地排列。一实施方式中，产生部也可检测出自旋转子的磁矩成为朝向沿着第2轴的状态时的泄漏磁场。在此情况下，可采用例如GMR元件、TMR元件等作为产生部。在一实施方式中，产生部也可具备：中间层，与自旋转子相接设置，由非强磁性金属或绝缘体构成；固定层，与中间层相接设置，且使磁矩固定在沿着第2轴的方向上；以及取得部，取得流动于自旋转子与固定层间的电流或产生于自旋转子与固定层间的电压。在此情况下，因为自旋转子可作为所谓自旋阀元件的自由层而发挥功能，故可检测自旋转子中的磁矩的状态。[专利技术的功效]根据本专利技术的侧面及各种实施方式，可提供一种所产生的脉冲宽度较短的脉冲产生装置。附图说明图1为一实施方式的脉冲产生装置的立体图。图2为一实施方式的脉冲产生装置的局部放大图。图3为说明一实施方式的自旋产生装置的动作原理的概要图。图4为说明由一实施方式的自旋产生装置产生的脉冲的概要图。具体实施方式[专利技术的实施方式]以下，参照附图具体说明本专利技术的实施方式。另外，图式说明中，相同要素均附注相同符号，并省略其重复说明。此外，图面的尺寸比例和说明内容未必一致。本实施方式的脉冲产生装置，为应用所谓自旋阀(spinvalve)构造的脉冲产生装置，且被采用作为例如纳米级的脉冲产生装置。图1为一实施方式的脉冲产生装置的立体图。图2为一实施方式的脉冲产生装置的局部放大图。如图1及图2所示，脉冲产生装置10例如具备：基板24；通道部12；自旋注入件14；自旋旋转控制部16；自旋转子18；以及产生部30。此处，在基板24上形成有自旋阀构造，该自旋阀构造利用由非磁性体构成的通道部12将由强磁性体构成的自旋注入件14以及由强磁性体构成的自旋转子18桥接而得。自旋阀构造中，自旋注入件14及自旋转子18互相分开设置在基板24上，通道部12配置在自旋注入件14与自旋转子18的间。另外，脉冲产生装置10也可具备自旋旋转控制部16。基板24使用例如半导体基板。自旋注入件14以及自旋转子18由例如Fe、NiFe等磁性金属形成。通道部12由例如Si或砷化镓(GaAs)等半导体材料、或Ag或Cu等非磁性金属形成。下文中，说明以半导体材料形成通道部12的情形。通道部12设置于基板24上。通道部12为线形构件，且被配置成其轴线方向为朝向基板24的面内方向。通道部12通过例如将层叠在基板24上的半导体层20加工为台面(mesa)状而形成。通道部12的线宽被设为例如10μm以下。再者，通道部12的线宽也可为例如0.1μm以上。另外，在基板24与半导体层20之间形成二维电子气体层(twodimensionalelectrongaslayer)22时，也可通过将二维电子气体层22以及半导体层20加工为台面状而形成通道部12。例如，在使用GaAs基板作为基板24，且在基板24中掺杂电子而形成半导体层20的情况下，就可在半导体层20与基板24之间形成二维电子气体层22。自旋注入件14系设置于基板24上。在一个更具体的例子中，自旋注入件14以接触(直接接合)于通道部12的上表面上的状态设置。自旋注入件14为线形构件，呈大致长方形。自旋注入件14配置成其轴线方向朝向基板24的面内方向。在一个更具体的例子中，自旋注入件14配置成其轴线方向与通道部12的轴线方向交叉。自旋注入件14和通道部12接触的区域会成为自旋注入区域(自旋注入位置)。再者，自旋注入件14具有朝向基板24的面垂直方向(与后述的第1轴L1平行的方向)的磁矩(自发磁化)。另外，本说明书中，除非有特别注明，所谓磁矩指以宏观角度掌握电子磁矩的整体性磁矩。本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种脉冲产生装置，具备：基板；自旋注入件，设置于所述基板上，由强磁性体构成；自旋转子，设置于所述基板上，由强磁性体构成，具有第1轴的方向成为容易磁化轴的磁各向异性；通道部，由与所述自旋注入件以及所述自旋转子直接地或隔着绝缘层接合的非磁性体构成；以及产生部，在所述自旋转子的磁矩从朝向所述第1轴的一侧的状态往朝向所述第1轴的另一侧的状态反转时，通过检测出所述自旋转子的所述磁矩朝向沿着与所述第1轴正交的第2轴的状态，从而产生脉冲。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2015.05.22 JP 2015-1043351.一种脉冲产生装置，具备：基板；自旋注入件，设置于所述基板上，由强磁性体构成；自旋转子，设置于所述基板上，由强磁性体构成，具有第1轴的方向成为容易磁化轴的磁各向异性；通道部，由与所述自旋注入件以及所述自旋转子直接地或隔着绝缘层接合的非磁性体构成；以及产生部，在所述自旋转子的磁矩从朝向所述第1轴的一侧的状态往朝向所述第1轴的另一侧的状态反转时，通过检测出所述自旋转子的所述磁矩朝向沿着与所述第1轴正交的第2轴的状态，从而产生脉冲。2.如权利要求1所述的脉冲产生装置，其中，所述自旋转子的所述基板的面内方向的剖面形状为：相较于该形状的轮廓线中在与所述第2轴交叉的方向上分离最远的2点间的距离，该形状的轮廓线中在所述第2轴的方向上分离最远的2点间的距离...

【专利技术属性】
技术研发人员：广畑贵文，
申请(专利权)人：国立研究开发法人科学技术振兴机构，约克大学，
类型：发明
国别省市：日本,JP