説明

磁気トランジスタ

【課題】より大きな巨大磁気抵抗現象を持つとともに複数の端子の出力能力を備えた磁気トランジスタが必要となる。
【解決手段】第1の磁性領域と、第2の磁性領域と、導電領域と、第1の金属端子と、第2の金属端子とを備えた磁気トランジスタである。導電領域は第1の磁性領域と第2の磁性領域との間に配設されるとともに、第1の磁性領域および第2の磁性領域に直接接触している。第1の金属端子は第1の磁性領域における導電領域に対向する表面の一端に配設されている。第2の金属端子は第2の磁性領域における導電領域に対向する表面の一端に配設されるとともに、第2の金属端子と第1の金属端子とはほぼ対角関係となっている。磁気トランジスタが作動すると、電流は導電領域から第1の磁性領域および第2の磁性領域に流れる。

【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
本願は2005年10月17日に出願した米国臨時出願番号第60/727,348号、および2005年10月17日に出願した米国臨時出願番号第60/727,345号の優先権を主張しており、参考としてここに上記臨時出願案の完全な開示を編入する。
【背景技術】
【0002】
本発明はトランジスタに関し、特に磁気トランジスタの構造に関する。
【0003】
巨大磁気抵抗現象(GMR)は一種の量子力学の現象であり、このような巨大磁気抵抗現象は交互となっている磁性薄膜領域と非磁性薄膜領域とを有する構造中に見られる。印加される外部磁場に基づいて、巨大磁気抵抗現象はゼロ磁場(Zero−field)の高抵抗状態から高磁場(High−field)の低抵抗状態との間の電気抵抗にかなり大きな変動を示す。
【0004】
図1は公知技術における従来の磁気トランジスタ100の構造概略である。導電領域106が第2の磁性領域104上に配設されるとともに、第1の磁性領域102が導電領域106上に配設されている。第1の金属108が第1の磁性領域102、導電領域106および第2の磁性領域104の積層構造の一方の側に隣接するとともに完全にこれを覆っている。第2の金属110が第1の磁性領域102、導電領域106および第2の磁性領域104の積層構造の他方の側に隣接するとともに完全にこれを覆っている。
【0005】
従来の二端子の磁気トランジスタ100の動作を以下のとおり説明する。例えば、磁気トランジスタ100の動作は外部の磁場によって決まるものであり、例えば第3の金属112と第4の金属114で第1の磁性領域102および第2の磁性領域104の両極の方向を制御する。従来の二端子の磁気トランジスタ100が作動すると、電流が生じて第1の金属108および第2の金属110の方向に流れる。電流は、例えば第1の磁性領域102と導電領域106との境目、導電領域106と第2の磁性領域104との境目、または上記した二つの境目といった何らかの磁場を流れるのを回避しつつ、僅かに一部の電流が実際にこの二つの境目を流れるのみで、かなり小さな程度の抵抗値変化のみが生じるというように、小さな巨大磁気抵抗現象が生じることを意味している。また、従来の二端子の磁気トランジスタ100は二つの出力端しかないので、電流は第1の金属108または第2の金属110から出力されるのみである。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【0006】
上記の原因に鑑みると、より大きな巨大磁気抵抗現象を持つとともに複数の端子の出力能力を備えた磁気トランジスタが必要となる。
【課題を解決するための手段】
【0007】
本発明の一実施例によれば、第1の磁性領域と、第2の磁性領域と、導電領域と、第1の金属端子と、第2の金属端子とを備えた磁気トランジスタを提供するものである。導電領域は第1の磁性領域と第2の磁性領域との間に配設されるとともに、第1の磁性領域および第2の磁性領域に直接接触している。第1の金属端子は第1の磁性領域における導電領域に対向する表面の一端に配設されている。第2の金属端子は第2の磁性領域における導電領域に対向する表面の一端に配設されるとともに、第2の金属端子と第1の金属端子とはほぼ(概ね)対角関係となっている。磁気トランジスタが作動すると、電流は導電領域を介して第1の磁性領域および第2の磁性領域に流れる。
【0008】
本発明の他の実施例によれば、第1の磁性領域と、第2の磁性領域と、導電領域と、第1の金属端子と、第2の金属端子と、第3の金属端子と、第4の金属端子とを備えた磁気トランジスタを提供するものである。導電領域は第1の磁性領域と第2の磁性領域との間に配設されるとともに、第1の磁性領域および第2の磁性領域に直接接触している。第1の磁性領域、導電領域および第2の磁性領域は略同じ長さである。第1の金属端子は第1の磁性領域における導電領域に対向する表面の一端に配設されている。第2の金属端子は第2の磁性領域における導電領域に対向する表面の一端に配設されるとともに、第2の金属端子と第1の金属端子とはほぼ対角関係となっている。第3の金属端子は第1の磁性領域における導電領域に対向する表面の他端に配設されている。第4の金属端子は第2の磁性領域における導電領域に対向する表面の他端に配設されるとともに、第4の金属端子と第3の金属端子とはほぼ対角関係となっている。磁気トランジスタが作動すると、電流は導電領域を介して第1の磁性領域および第2の磁性領域を流れて、しかも第1の金属端子、第2の金属端子、第3の金属端子または第4の金属端子から出力される。
【0009】
上記した概略および下記の詳細な説明は一例に過ぎず、しかも主張する発明における詳細な説明を提供するためのものであることが理解できる。
【発明を実施するための最良の形態】
【0010】
以下、本発明における好ましい実施例を説明するものであるが、好ましい実施例の説明は図面と合わせるものである。如何なる場合でも、図面と説明において用いる同一の符号は同一または相似する構成要素を意味するものである。
【0011】
図面にて示すものすべては、本発明の基本的な説明を補助するためのものである。以下の説明を読んで理解した後、実施例を構成する構成要素に関する数、位置、関係および寸法の図面での拡大は、本件技術で説明され得るもの、またはその中に含まれるものである。また、下記の説明を読んで理解した後、特定の力、重量、強度および類似した要求に符合する適切な寸法および寸法比率も同様に本件技術に含まれるものである。
【0012】
図2Aは本発明の好ましい実施例に係る磁気トランジスタ200の構造概略図である。磁気トランジスタ200は第1の磁性領域202と、第2の磁性領域204と、導電領域206と、第1の金属端子208と、第2の金属端子210とを備えている。当業者であれば、第1の磁性領域202および第2の磁性領域204は多重磁性層からなることを理解できる。
【0013】
導電領域206は第1の磁性領域202と第2の磁性領域204との間に配設されるとともに、第1の磁性領域202および第2の磁性領域204に直接接触している。例えば、導電領域206は第2の磁性領域204上に配設され、しかも第1の磁性領域202は導電領域206上に配設されている。第1の磁性領域202、導電領域206および第2の磁性領域204は略同じ長さである。
【0014】
第1の金属端子208は第1の磁性領域202の表面の一端に配設されており、このうち第1の磁性領域202のこの表面は、導電領域206がある第1の磁性領域202の表面に対向している。第2の金属端子210は第2の磁性領域204の表面の一端に配設されており、このうち第2の磁性領域204のこの表面は導電領域206がある第2の磁性領域204の表面に対向するとともに、第2の金属端子210と第1の金属端子208との位置がほぼ対角関係となっている。例えば、第1の金属端子208の一部が第1の磁性領域202の表面の一端に配設されており、このうちの第1の磁性領域202のこの表面は導電領域206がある第1の磁性領域202の表面に対向し、そして第2の金属端子210の一部が第2の磁性領域204の表面の一端に配設されており、このうち第2の磁性領域204のこの表面は導電領域206がある第2の磁性領域204の表面に対向するとともに、第2の金属端子210と第1の金属端子208の位置がほぼ対角関係となっており、第1の金属端子208は第1の磁性領域202の左側に配設される一方で、第2の金属端子210は第2の磁性領域204の右側に配設される。
【0015】
図2Bは磁気トランジスタ200の構造における第1の金属端子208および第2の金属端子210の他の配設の実施例である。第1の金属端子208は第1の磁性領域202の右側に配設されて、かつ第2の金属端子210は第2の磁性領域204の左側に配設されている。
【0016】
磁気トランジスタ200の構造の動作を以下のように開示する。当業者であれば、例えば第1の金属230および第2の金属240により第1の磁性領域202および第2の磁性領域204の両極の方向を制御するという具合に磁気トランジスタの動作は外部に印加される磁場により決まるものであることを理解できる。磁気トランジスタ200が作動すると、電流は導電領域206を介して第1の磁性領域202および第2の磁性領域204を流れるような形態で、第1の金属端子208または第2の金属端子210から出力される。例えば、電流は第1の金属端子208から第2の金属端子210の方向に流れるか、または電流は第2の金属端子210から第1の金属端子208の方向に流れる。
【0017】
実施例では、第1の金属端子208を第1の磁性領域202における導電領域206に対する表面の一端に配置するとともに、第2の金属端子210を第2の磁性領域204における導電領域206の表面に対する一端に配置しており、このうち第2の金属端子210と第1の金属端子208との位置がほぼ対角関係となることにより、電流が第1の磁性領域202と導電領域206との間の境目、および導電領域206と第2の磁性領域204との間の境目を流れることを説明している。したがって、磁気トランジスタ200の構造ではより高い抵抗値変化率を示すことになる。
【0018】
図3は本発明の他の好ましい実施例に係る磁気トランジスタ300の構造概略図である。磁気トランジスタ300は第1の磁性領域202と、第2の磁性領域204と、導電領域206と、第1の金属端子208と、第2の金属端子210と、第3の金属端子212と、第4の金属端子214とを備えている。
【0019】
第1の金属端子208は第1の磁性領域202における導電領域206に対向する表面の一端に配設されている。第2の金属端子210は第2の磁性領域204における導電領域206に対向する表面の一端に配設されており、このうち第2の金属端子210と第1の金属端子208との位置がほぼ対角関係となっている。第3の金属端子212は第1の磁性領域202における導電領域206に対向する表面の他端に配設されている。第4の金属端子214は第2の磁性領域204における導電領域206に対向する表面の他端に配設されており、このうち第4の金属端子214と第3の金属端子212との位置がほぼ対角関係となっている。例えば、第1の金属端子208の一部が第1の磁性領域202における導電領域206に対向する表面の一端に配設されている。第2の金属端子210の一部が第2の磁性領域204における導電領域206に対向する表面の一端に配設されており、このうち第2の金属端子210と第1の金属端子208との位置がほぼ対角関係となっている。第3の金属端子212の一部が第1の磁性領域202における導電領域206に対向する表面の他端に配設されている。第4の金属端子214の一部が第2の磁性領域204における導電領域206に対向する表面の他端に配設されており、第4の金属端子214と第3の金属端子212との位置がほぼ対角関係となっている。
【0020】
また、第1の磁性領域202に配設されている第1の金属端子208と第3の金属端子212との間に空間が設けられるとともに、第2の磁性領域204に配設されている第2の金属端子210と第4の金属端子214との間に空間が設けられている。
【0021】
磁気トランジスタ300の動作を以下のように開示する。磁気トランジスタ300が作動すると、電流は第1の金属端子208、第2の金属端子210、第3の金属端子212または第4の金属端子214から出力される。
【0022】
実施例では、第1の金属端子が第1の磁性領域202における導電領域206に対向する表面の一端に配設され、第2の金属端子210が第2の磁性領域204における導電領域206に対向する表面の一端に配設されており、このうち第2の金属端子210と第1の金属端子208との位置がほぼ対角関係となることにより、磁気トランジスタ300が作動すると、電流が導電領域206を介して第1の磁性領域202と第2の磁性領域204とを流れることを説明している。第1の金属端子208および第2の金属端子210の上記のような設計で、電流が第2の金属端子210から流れて第1の金属端子208から出力されるか、または電流が第1の金属端子208から流れて第2の金属端子210から出力されることになる。
【0023】
第3の金属端子212は第1の磁性領域202における導電領域206に対向する表面の他端に配設されるとともに、第4の金属端子214は第2の磁性領域204における導電領域206に対向する表面の他端に配設されており、このうち第4の金属端子214と第3の金属端子212との位置がほぼ対角関係となることにより、磁気トランジスタ300が作動すると、電流が導電領域206を介して第1の磁性領域202および第2の磁性領域204に流れることになる。第3の金属端子212および第4の金属端子214の上記のような設計で、電流が第3の金属端子212から流れて第4の金属端子214から出力されるか、または電流が第4の金属端子214から流れて第3の金属端子212から出力される。
【0024】
したがって、磁気トランジスタ300は四つの端子(電流は第1の金属端子208、第2の金属端子210、第3の金属端子212および第4の金属端子214から出力される)の出力能力を備え、より高い抵抗値変化率を示すことになる。
【0025】
本発明は実施例において上記のように開示したが、これは本発明を限定するためのものではなく、当業者であれば、本発明の技術的思想および範囲を逸脱することなく、各種の変更および付加を行うことができるので、本発明の保護範囲は別紙の特許請求の範囲による限定を基準とする。
【0026】
図面は本発明を説明するために補助的に用いるものであり、本明細書に加えて本発明の一部を構成するものである。これら図面と説明とで本発明の実施例を例示することで、本発明の原理を説明する。これら図面は以下のとおりである。
【図面の簡単な説明】
【0027】
【図1】公知技術の磁気トランジスタの構造概略図である。
【図2A】本発明の好ましい実施例に係る磁気トランジスタの構造概略図である。
【図2B】本発明の他の好ましい実施例に係る磁気トランジスタの構造概略図である。
【図3】本発明の更に他の好ましい実施例に係る磁気トランジスタの構造概略図である。
【符号の説明】
【0028】
100 磁気トランジスタ
102 第1の磁性領域
104 第2の磁性領域
106 導電領域
108 第1の金属
110 第2の金属
112 第3の金属
114 第4の金属
200 磁気トランジスタ
202 第1の磁性領域
204 第2の磁性領域
206 導電領域
208 第1の金属端子
210 第2の金属端子
212 第3の金属端子
214 第4の金属端子
230 第1の金属
240 第2の金属
300 磁気トランジスタ

【特許請求の範囲】
【請求項1】
第1の磁性領域と、
第2の磁性領域と、
前記第1の磁性領域と前記第2の磁性領域との間に配設されるとともに、前記第1の磁性領域および前記第2の磁性領域のいずれにも直接接触している導電領域と、
前記第1の磁性領域における前記導電領域に対向する表面の一端に配設されている第1の金属端子と、
前記第2の磁性領域における前記導電領域に対向する表面の一端に配設されるとともに、前記第1の金属端子とほぼ対角関係となる第2の金属端子と、を少なくとも備えた磁気トランジスタであって、
前記磁気トランジスタが作動すると、電流は前記導電領域を介して前記第1の磁性領域および前記第2の磁性領域に流れる、ことを特徴とする磁気トランジスタ。
【請求項2】
前記第1の磁性領域、前記導電領域および前記第2の磁性領域は略同じ長さである、ことを特徴とする請求項1に記載の磁気トランジスタ。
【請求項3】
前記第1の金属端子が前記第1の磁性領域の右端に配設されるとともに、前記第2の金属端子が前記第2の磁性領域の左端に配設される、ことを特徴とする請求項1に記載の磁気トランジスタ。
【請求項4】
前記磁気トランジスタが作動すると、前記電流が第2の金属端子から流れて前記第1の金属端子から出力される、ことを特徴とする請求項3に記載の磁気トランジスタ。
【請求項5】
前記磁気トランジスタが作動すると、前記電流が第1の金属端子から流れて前記第2の金属端子から出力される、ことを特徴とする請求項3に記載の磁気トランジスタ。
【請求項6】
前記第1の金属端子が前記第1の磁性領域の左端に配設されるとともに、前記第2の金属端子が前記第2の磁性領域の右端に配設される、ことを特徴とする請求項1に記載の磁気トランジスタ。
【請求項7】
前記磁気トランジスタが作動すると、前記電流が第2の金属端子から流れて前記第1の金属端子から出力される、ことを特徴とする請求項6に記載の磁気トランジスタ。
【請求項8】
前記磁気トランジスタが作動すると、前記電流が第1の金属端子から流れて前記第2の金属端子から出力される、ことを特徴とする請求項6に記載の磁気トランジスタ。
【請求項9】
前記磁気トランジスタが更に、前記第1の磁性領域における前記導電領域に対向する前記表面の他端に配設されている第3の金属端子と、前記第2の磁性領域における前記導電領域に対向する前記表面の他端に配設されている第4の金属端子とを少なくとも備え、前記第4の金属端子と前記第3の金属端子とがほぼ対角関係となる、ことを特徴とする請求項1に記載の磁気トランジスタ。
【請求項10】
前記第1の磁性領域に位置している前記第1の金属端子と前記第3の金属端子との間に空間が設けられ、前記第2の磁性領域に位置している前記第2の金属端子と前記第4の金属端子との間に空間が設けられている、ことを特徴とする請求項9に記載の磁気トランジスタ。
【請求項11】
前記磁気トランジスタが作動すると、前記電流が第4の金属端子から流れて前記第3の金属端子から出力される、ことを特徴とする請求項9に記載の磁気トランジスタ。
【請求項12】
前記磁気トランジスタが作動すると、前記電流が第3の金属端子から流れて前記第4の金属端子から出力される、ことを特徴とする請求項11に記載の磁気トランジスタ。
【請求項13】
第1の磁性領域と、
第2の磁性領域と、
前記第1の磁性領域と前記第2の磁性領域との間に配設されるとともに、前記第1の磁性領域および前記第2の磁性領域のいずれにも直接接触しており、前記第1の磁性領域、導電領域および前記第2の磁性領域は略同じ長さである、導電領域と、
前記第1の磁性領域における前記導電領域に対向する表面の一端に配設されている第1の金属端子と、
前記第2の磁性領域における前記導電領域に対向する表面の一端に配設されるとともに、前記第1の金属端子とほぼ対角関係となる第2の金属端子と、
前記第1の磁性領域における前記導電領域に対向する前記表面の他端に配設されている第3の金属端子と、
前記第2の磁性領域における前記導電領域に対向する前記表面の他端に配設されるとともに、前記第3の金属端子とほぼ対角関係となる第4の金属端子と、を少なくとも備えた磁気トランジスタであって、
前記磁気トランジスタが作動すると、電流が前記導電領域を介して前記第1の磁性領域および前記第2の磁性領域に流れるとともに、前記第1の金属端子、前記第2の金属端子、前記第3の金属端子または前記第4の金属端子から出力される、ことを特徴とする磁気トランジスタ。
【請求項14】
前記第1の磁性領域に位置している前記第1の金属端子と前記第3の金属端子との間に空間が設けられ、前記第2の磁性領域に位置している前記第4の金属端子と前記第2の金属端子との間に空間が設けられている、ことを特徴とする請求項13に記載の磁気トランジスタ。
【請求項15】
前記磁気トランジスタが作動すると、前記電流が第2の金属端子から流れて前記第1の金属端子から出力される、ことを特徴とする請求項13に記載の磁気トランジスタ。
【請求項16】
前記磁気トランジスタが作動すると、前記電流が第1の金属端子から流れて前記第2の金属端子から出力される、ことを特徴とする請求項13に記載の磁気トランジスタ。
【請求項17】
前記磁気トランジスタが作動すると、前記電流が第4の金属端子から流れて前記第3の金属端子から出力される、ことを特徴とする請求項13に記載の磁気トランジスタ。
【請求項18】
前記磁気トランジスタが作動すると、前記電流が第3の金属端子から流れて前記第4の金属端子から出力される、ことを特徴とする請求項13に記載の磁気トランジスタ。

【図1】
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【図2A】
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【図2B】
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【図3】
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