脉冲产生装置的制作方法

本发明关于一种脉冲产生装置。

背景技术：

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

技术实现要素：

[发明想要解决的课题]

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。

在本技术领域中，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]

本发明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。

[发明的功效]

根据本发明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

[发明的实施方式]

以下，参照附图具体说明本发明的实施方式。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。自旋注入件14的线宽被设为例如10μm以下。再者，自旋注入件14的线宽也可设为例如0.1μm以上。

自旋转子18设置于基板24上。在一个更具体的例子中，自旋转子18以接触(直接接合)于通道部12的上表面上的状态设置。自旋转子18与自旋注入件14分开配置。自旋转子18与自旋注入件14的距离(分开距离)为例如比自旋扩散长度短的距离。自旋扩散长度依赖于所构成的磁性材料，例如为1μm以下。在该情况下，分开距离为至少短于1μm的距离。

自旋转子18为例如在基板24的面垂直方向上延伸的柱状构件，基板24的面内方向的剖面形状为椭圆形。如图2所示，下文中，将在基板24的面垂直方向上延伸的自旋转子18的轴线设为第1轴l1(第1轴)，将自旋转子18的椭圆剖面形状的长轴设为第2轴l2(第2轴)来说明。自旋转子18也可配置成例如第2轴l2朝向通道部12的轴线方向的方式(参照图2)。

自旋转子18的剖面形状也可为长轴方向(第2轴l2方向)的长度在例如0.1μm以上。此外，自旋转子18的剖面形状也可为长轴方向的长度在例如10μm以下。而且，自旋转子18的剖面形状可为短轴方向(与第2轴l2正交的方向)的长度短于长轴方向的长度，且可为例如0.1μm以上。自旋转子18的剖面形状也可形成为短轴方向的长度小于通道部12的线宽。

自旋转子18例如沿着在基板24的面垂直方向上延伸的第1轴l1具有磁矩(自发磁化)(参照图2)。自旋转子18具有第1轴l1的方向为容易磁化轴的磁各向异性。换言之，自旋转子18的磁矩在其朝向沿着第1轴l1时会形成磁性最稳定的能量状态(垂直磁各向异性)。自旋转子18可通过柱状形所生成的形状磁各向异性来实现垂直磁各向异性。或者，自旋转子18也可通过结晶磁各向异性来实现垂直磁各向异性。在此情况下，自旋转子18可用例如fept等具有l10结晶构造的磁性金属来形成，也可形成为具有(co/pt)多层膜或cofeb/mgo等多层构造的柱状构件。

再者，基板24的面内方向的自旋转子18的剖面形状为椭圆形时，在作为椭圆长轴的第2轴l2方向上会产生形状磁各向异性。因此，自旋转子18的磁矩在其反转过程中朝向基板24的面内方向时，磁矩即使在基板24的面内方向中，仍是在朝向沿着第2轴l2的情况下成为磁性最稳定的能量状态。即，第2轴l2为基板24的面内方向的容易磁化轴。如此，通过在基板24的面内方向设定容易磁化轴，可由后述的产生部30轻易检测出磁矩的朝向。另外，第1轴l1方向的磁各向异性大于第2轴l2方向的磁各向异性。因此，磁矩朝向第1轴l1方向时的磁性能量会小于磁矩朝向第2轴l2方向时的磁性能量。

自旋注入件14的一端部形成有用于施加电流或电压的端子部14a，在通道部12的一端部(两端部中接近自旋注入件14的端部)形成有用于施加电流或电压的端子部12a。通过在端子部14a以及端子部12a间施加电流或电压，从而注入自旋流。

自旋旋转控制部16具备例如电压控制部以及施加电压用端子。自旋旋转控制部16连接于通道部12。例如，自旋旋转控制部16被直接接合于通道部12的上表面上的区域，即，位于自旋注入件14与自旋转子18之间的区域。为了控制通道部12的自旋的旋转方向，自旋旋转控制部16构成为可向通道部12施加电场或磁场。自旋旋转控制部16呈例如大致矩形体，其与通道部12的长边方向正交的方向的宽度设为例如10μm以下。另外，此处，自旋旋转控制部16形成为其与通道部12的长边方向正交的方向的宽度在通道部12的线宽以下。

产生部30会在从自旋转子18的磁矩朝向第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，检测出自旋转子18的磁矩的朝向沿着与第1轴l1正交的第2轴l2的状态。产生部30检测出例如因自旋转子18的磁矩的朝向而变化的物理量或物性值。例如，产生部30使用巨磁阻(gmr)效应或隧道磁阻(tmr)效应，检测出依赖于磁矩的朝向的电流值、电压值或电阻值。

在一个具体例中，产生部30具备：中间层32、固定层34、以及取得部36。中间层32设置成与自旋转子18相接，由非强磁性金属或绝缘体构成。固定层34设置成与中间层32相接，磁矩固定在沿着第2轴l2的方向上。磁矩通过例如与由反强磁性体构成的钉扎(pinning)层进行交换耦合(exchangecoupling)而予以固定。即，构成自旋转子18以及固定层34将中间层32挟入的强磁性隧道接合(tunneljunction)。因此，取决于自旋转子18的磁矩的朝向以及固定层34的磁矩的朝向，自旋转子18与固定层34之间的电阻值会变化。

取得部36取得流动于自旋转子18以及固定层34间的电流或产生于自旋转子18以及固定层34间的电压。产生部30会根据取得部36的取得结果(电流值、电压值或电阻值)而检测出自旋转子18的磁矩和固定层34的磁矩形成平行或反平行的状态。换言之，产生部30在自旋转子18的磁矩从朝向第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，可以检测出自旋转子18的磁矩的朝向沿着第2轴l2的状态(呈平行或反平行的状态)。例如，产生部30会通过检测出取得部36所取得的电流值、电压值或电阻值的变化点或特异点，而检测出磁矩呈平行或反平行的状态。由此，产生部30会在自旋转子18的磁矩的朝向瞬间沿着第2轴l2的状态时产生上升的脉冲。

具有上述构成的脉冲产生装置10以下述方式动作。首先，在自旋注入件14的端子部14a与通道部12的端子部12a之间施加电流。由此，方向与自旋注入件14的磁化方向相同的自旋流就会往通道部12注入。注入到通道部12的自旋往通道部12的两端部扩散。未伴随电荷的自旋流则从自旋注入件14侧向自旋转子18侧产生。流动到通道部12的自旋流将自旋角动量传送到自旋转子18的磁矩。另外，自旋流注入到通道部12的方法并不限定于非局部手法(non-localconfiguration)。

另外，也可通过自旋旋转控制部16的施加电压来控制向通道部12流动的自旋流的朝向。例如，流经通道部12的自旋流的自旋因自旋轨道交互作用(spinorbitinteraction)而进行进动(precession)，该自旋轨道交互作用也可通过由自旋旋转控制部16施加的电压所产生的电场进行控制。

此处，参照图3说明有关自旋转子18中的磁矩的反转。图3是用于说明一实施方式的脉冲产生装置10的动作原理的概略图。图3(a)至图3(c)的各图中，显示了自旋转子18以及自旋转子18的磁矩m(图中的空白箭头)。图3(a)中，显示了进动被激发前的磁矩m的状态。图3(b)中，显示了在磁矩m的和缓过程中，朝向沿着第2轴l2的状态。图3(c)中，显示了反转的磁矩m的朝向再次沿着第1轴l1的状态。

如上所述，自旋转子18中，第1轴l1为容易磁化轴，磁矩m的朝向沿着第1轴l1的方向(参照图3(a))。通过自旋流的注入，自旋角动量会被传递，而激发了电子的磁矩的进动。另外，即使以宏观来看，也可说激发了磁矩m的进动。若磁矩m的进动被激发，则磁矩m会绕着第1轴l1进行进动。基于流入的自旋和磁矩m中的角动量守恒定律，会在磁矩m中朝使磁矩m反转的方向施加力。若磁矩m的进动放大，使进动到达临界点，则自旋转子18的磁矩m会从朝向第1轴l1的一侧的状态往朝向第1轴l1的另一侧的状态高速反转。此时，如图3(b)所示，磁矩m成为朝向沿着基板24的面内方向的容易磁化轴方向(即，第2轴l2)的状态。如此，磁矩m就会在包含第1轴l1以及第2轴l2的平面s内旋转。然后，如图3(c)所示，磁矩m再次成为沿着第1轴l1的状态。

接着，针对产生部30检测自旋转子18的磁矩m的朝向的方法进行详细说明。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。图4(a)为显示自旋转子18中的磁矩m的磁化方向的时间变化的曲线图。图4(a)的横轴表示时间，图4(a)的纵轴表示磁化的大小。图4(a)中，基板24的面垂直方向的向上方向的磁矩m的磁化显示为正的值，面垂直方向的向下方向的磁矩的磁化则显示为负的值。即，图4(a)中，显示了测定时间t0下的磁化方向的时间变化。测定时间t0为自旋流入自旋转子18，磁矩m从磁性稳定状态反转，并再次回到磁性稳定状态为止的时间。测定时间t0为例如数n(纳米)秒。图4(b)为显示由取得部36取得的检测值的时间变化的曲线图。图4(b)的横轴表示时间，图4(b)的纵轴表示由取得部36取得的检测值。即，图4(b)中，显示了与图4(a)相同的测定时间t0下的检测值的时间变化。另外，检测值的一个例子为电流值。

测定开始时，取得部36会测定自旋转子18的磁矩m的朝向。如图4(a)所示，取得部36检测自旋转子18的磁矩m的朝向沿着第1轴l1的状态。此时，自旋转子18的磁矩m在朝向沿着第1轴l1的状态下处于磁性稳定中(参照图3(a))。然后，注入自旋后，磁矩m接受自旋角动量，开始磁矩m的进动。接着，从自旋注入经过预定时间时，磁矩m的进动会放大。随着磁矩m的进动放大，被检测的第1轴l1方向的磁矩m的成分就逐渐减少。

进动到达临界点时，自旋转子18的磁矩m会在时间t1反转，并通过朝向沿着第2轴l2的状态，再次成为朝向沿着第1轴l1的方向的状态，而处于磁性稳定中(参照图3(b)以及(c))。在反转过程中，磁矩m会从第1轴l1方向的一侧高速地向另一侧反转。时间t1为例如数p(pico，微微)秒。此时，如图4(b)所示，由取得部36检测出磁矩m的朝向沿着第2轴l2的状态。反转过程中的磁矩m的反转速度依赖于例如强磁性材料的阻尼常数(dampingconstant)。磁矩m朝向沿着第2轴l2的状态的时间t2为例如数p(微微)秒。因此，取得部36检测的检测值为波形的上升成分或下降成分中宽度较短的脉冲。在取得部36如此检测的检测值中，例如，只要包含波形的上升成分或下降成分即可。在本实施方式中，取得部36检测的脉冲为大致矩形波，具有大致90度上升的上升成分以及大致90度下降的下降成分。因此，产生部30会产生长方形或正方形的矩形波脉冲。另外，取得部36检测的检测值的波形并不限定于矩形波。即，取得部36检测的检测值的波形也可为三角波，也可为锯形波。通过取得部36检测出因自旋转子18的磁矩的朝向而变化的物理量或物性值，从而产生部30可在自旋转子18的磁矩瞬间朝向沿着第2轴l2的状态时产生上升的脉冲。

以上，根据本实施方式的脉冲产生装置10，在自旋注入件14和通道部12施加电流或电压时，会在通道部12产生朝向自旋转子18的自旋流。流动到通道部12的自旋流会对自旋转子18的磁矩m以自旋转移磁矩(spin-transfertorque)的形式发生作用。即，进动中的磁矩m从自旋流接受自旋角动量时，会对磁矩m施加旋转力。由此，会使磁矩m的进动放大，而在该进动到达临界点后，磁矩m的朝向会从第1轴l1的一侧往另一侧反转。由于磁矩m在朝向沿着第1轴l1的状态为磁性最稳定状态，所以进动到达临界点的磁矩m会从第1轴l1的一侧高速地往另一侧反转。即，磁矩m在反转过程中会瞬间成为朝向沿着第2轴l2的状态。此时，可由产生部30检测出磁矩m瞬间朝向沿着第2轴l2的状态，并在磁矩m瞬间成为朝向沿着第2轴l2的状态时产生上升的脉冲。由此，就可产生脉冲宽度较短的脉冲。

再者，根据一实施方式的脉冲产生装置10，自旋转子18在基板24的面内方向的剖面形状为椭圆形，由于第2轴l2为椭圆形的长轴，所以自旋转子18的磁矩m反转时的磁矩m的朝向会受到限制。即，因为可将与第1轴l1正交的第2轴l2特定在一个方向，故可容易地探测自旋转子18的磁矩m朝向沿着第2轴l2的状态。但是，自旋转子18并不限定于此种方式，自旋转子18也可为圆点(dot)状或圆柱状。在此情况下，可通过在外场进行控制，控制自旋的朝向，而以较和缓的面进行检测。

而且，根据一实施方式的脉冲产生装置10，自旋注入件14由于在与第1轴l1平行的方向上具有磁化，所以从自旋注入件14流入通道部12的自旋的朝向与从通道部12流入自旋转子18的自旋的朝向相同，故具有与自旋注入件14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18。与相对于自旋转子18的磁矩m具有角度而流入的自旋产生作用的情况相比，作用在自旋转子18的磁矩m的自旋转移磁矩的帮助较大。因此，自旋转子18的磁矩m可以优异效率接受自旋转移磁矩。

此外，根据一实施方式的脉冲产生装置10，由于在基板24的面垂直方向具备具有磁矩m的自旋转子18，所以在多个自旋转子排列于基板时，相较于在基板24的面内方向具有磁矩的自旋转子，可使磁矩高密度地排列。

再者，根据一实施方式的脉冲产生装置10，产生部30可使自旋转子18发挥所谓自旋阀元件的自由层的功能。由此，可检测自旋转子18中的磁矩m的状态。

再者，根据一实施方式的脉冲产生装置10，由于通道部12由二维电子气体层22以及半导体层20形成，所以可从二维电子气体层22供给自旋。因此，可以优异效率进行通道部12的自旋角动量传送。

再者，根据一实施方式的脉冲产生装置10，由于自旋转子18的与通道部12的长边方向正交的方向的宽度形成为通道部12的线宽以下，故可将通道部12的自旋角动量以优异效率往自旋转子18传送。

另外，根据一实施方式的脉冲产生装置10，由于在接近自旋注入件14的通道部12的端部形成有用于施加电流的端子部12a，所以可产生不伴随电荷流动的自旋流来使自旋转子18的磁矩旋转。因此，因为可抑制焦耳热的产生，故可成为能稳定动作的脉冲产生装置10。

上述的实施方式仅揭示了本发明的脉冲产生装置10的一个例子，本发明并不限于实施方式所述的脉冲产生装置10，也可施以变化或应用于其他设计。

[变化例1]

实施方式的脉冲产生装置10虽揭示了自旋转子18因形状磁各向异性而具有垂直磁各向异性的例子，但并不限定于此。自旋转子18也可通过结晶磁各向异性来实现垂直磁各向异性。在此情况下，自旋转子18也可使例如l10型feni有序合金或fept等具有l10结晶构造的磁性材料进行外延生长而形成，也可使(co/pt)多层膜或cofeb/mgo等多层构造进行外延生长而形成。由此，可将因结晶磁各向异性产生的容易磁化轴作为第1轴l1。即使在该情况下，也可利用磁矩m的反转来产生脉冲宽度较短的脉冲。

[变化例2]

实施方式的脉冲产生装置10虽揭示了基板24的面内方向的自旋转子18的剖面形状为椭圆形的例子，但并非限定于此。自旋转子18的基板的面内方向的剖面形状也可为：相较于该形状的轮廓线中在与第2轴l2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l2方向上分离最远的2点间的距离较长。另外，与第2轴l2交叉的方向也可为与第2轴l2正交的方向。因形状磁各向异性，磁矩m容易朝向第2轴l2方向，故反转过程的磁矩m的朝向可加以控制。因此，由于可将第2轴l2特定在一个方向，故可容易地探测自旋转子18的磁矩m朝向沿着第2轴l2的状态。

[变化例3]

实施方式的脉冲产生装置10虽揭示了将磁矩m反转检测为磁化(其为每单位体积的磁矩的总和)，但并不限定于此。例如，也可观测自旋转子18的局部性磁矩m。在该情况下，例如，可使用自旋转子18的局部磁化来检测磁矩m的反转。

[变化例4]

实施方式的脉冲产生装置10虽揭示了自旋转子18具有垂直磁各向异性的例子，但并不限定于此。例如，自旋转子18也可具有面内磁各向异性。在此情况下，第1轴l1为基板24的面内方向。此时，自旋注入件14具有朝向基板24的面内方向的磁矩。而且，在自旋注入件14和自旋转子18在面内方向具有磁化的情况下，产生部30所具备的固定层34会使磁矩固定成与面垂直方向平行或反平行。若如此构成，则依赖于自旋转子18的磁矩的朝向以及固定层34的磁矩的朝向，自旋转子18与固定层34之间的电阻值会产生变化。因此，产生部30所具备的取得部36可在自旋转子18的磁矩从朝向第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检测出自旋转子18的磁矩朝向沿着第2轴l2的状态。

[变化例5]

实施方式的脉冲产生装置10虽然揭示了通过产生部30使自旋转子18作为所谓自旋阀元件的自由层而发挥功能，从而检测出磁矩m的朝向的例子，但并不限定于此。例如，产生部30也可使用磁光学效应来检测出磁矩m的朝向。或者，也可检测自旋转子18的磁矩m成为朝向沿着第2轴l2状态时的泄漏磁场。例如，产生部30只要具有使用于磁头等的公知的泄漏磁场检测部，并将该检测部配置于自旋转子18的周围即可。该检测部只要配置于可传递自旋转子18的泄漏磁场的范围内即可，例如，配置于距离自旋转子18数十nm以下的范围。

[变化例6]

实施方式的脉冲产生装置10也可通过在基板24上进行层叠、蚀刻等来制造。在此情况下，用传统的半导体技术即可轻易制造。而且，非磁性金属的自旋扩散长度，相对于在室温中为数百nm程度的情形，半导体的自旋扩散长度可长达个位数以上。因此，通过由半导体材料形成通道部12，相较于采用其他非磁性体的情况，自旋注入件14以及自旋转子18可分开形成。因此，相较于采用其他的非磁性材料的情况，制造工序并不要求严格的加工精确度，可容易制作脉冲产生装置10。

[变化例7]

脉冲产生装置10可利用为例如振荡器的一个零件(振荡器用的零件)。通过连续进行脉冲的产生，脉冲产生装置10能够利用为振荡器的一个零件。使用脉冲产生装置10的振荡器也可例如只在2个磁矩的朝向一致时利用电流流通的磁阻效应。也可通过利用了隔着非磁性体构件而与自旋转子18接触的强磁性体的磁矩的朝向以及自旋转子18的磁矩的朝向的磁阻效应，从而成为根据自旋转子18的旋转数来振荡的构造。

[变化例8]

实施方式的脉冲产生装置10虽揭示了自旋注入件14、自旋旋转控制部16以及自旋转子18与通道部12直接接合的例子，但自旋注入件14、自旋旋转控制部16以及自旋转子18中的至少1者也可隔着绝缘层而与通道部12接合。即使在如此构成的情况下，也可作为脉冲产生装置10发挥功能。

[变化例9]

实施方式的脉冲产生装置10虽揭示了自旋注入件14以及自旋转子18配置于比通道部12更上方的例子，但自旋注入件14以及自旋转子18只要形成至少一部分与通道部12接触的状态，任何方式配置皆可。即，自旋注入件14以及自旋转子18也可配置于通道部12的侧方。此外，自旋转子18的宽度也可为通道部12的线宽以上。

[变化例10]

实施方式的脉冲产生装置10虽揭示了使用流动于面内方向的自旋流来进行磁化反转的例子，但并不限定于此。例如，也可通过对于构成面垂直方向具有磁化的强磁性隧道接合的构件在面垂直方向流通电流，从而实现使用自旋转移磁矩的磁化反转。

[变化例11]

实施方式的脉冲产生装置10虽揭示了利用所谓的非局部手法产生不伴随电荷流动的自旋流来使自旋转子18旋转的例子，但并不限定于此。也可在接近自旋转子18的通道部12的端部形成施加电流用的端子部12a，并通过产生从端子部14a往端子部12a流动的电流，从而在通道部12产生自旋流，使自旋转子18旋转。即，也可利用所谓的局部手法而在通道部12产生伴随电荷流动的自旋流，使自旋转子18的磁矩旋转。在此情况下，由于与非局部手法的情况相比，电流密度可以加大，故可使自旋转矩(spintorque)增大。因此，可以优异效率使自旋转子18的磁矩旋转。

[变化例12]

实施方式的脉冲产生装置10虽揭示了由一个脉冲产生装置来产生脉冲的情形，但并不限定于此。例如，也可采用排列多个脉冲产生装置10来连续产生脉冲波形的构成。在此情况下，连续的脉冲也可由多个脉冲产生装置10具有的各个产生部30来检测，多个脉冲产生装置10也可用共同的产生部30来检测。若如此构成，由于可产生连续的脉冲，故可作为电子电路的同步信号来使用。

[变化例13]

实施方式的脉冲产生装置10虽说明了包含脉冲产生装置10的各构成构件的大小属于纳米级构件的情况，但各构成构件的大小也可以微米级来形成，并作为微型脉冲产生装置。

[产业上的可利用性]

脉冲产生装置10可在产业上具有以下的利用性。脉冲产生装置10可利用为例如mems(microelectromechanicalsystems，微电机系统)或nems(nanoelectromechanicalsystems，纳米电机系统)等领域中的脉冲产生装置。再者，脉冲产生装置10可使用为例如电子领域、电气领域、以及医疗相关领域中的机器部件。脉冲产生装置10可以内置于半导体装置内。

符号说明

10脉冲产生装置

12通道部

14自旋注入件

16自旋旋转控制部

18自旋转子

20半导体层

22二维电子气体层

24基板

30产生部

32中间层

34固定层

36取得部

l1第1轴

l2第2轴

m磁矩