[发明专利]频率可变磁电阻效应元件以及使用该元件的振荡器、检波器及滤波器

说明书

本发明旨在提供一种频率特性稳定且工作能量被大幅度降低了的频率可变磁电阻效应元件及利用该元件的器件。本发明的频率可变磁电阻效应元件包括：磁电阻效应元件、对所述磁电阻效应元件施加磁场的磁场施加机构、对所述磁电阻效应元件施加电场的电场施加机构、及与所述电场施加机构连接并向所述电场施加机构供给大小及/或极性不同的电压的控制端子。所述磁电阻效应元件包含具有电磁效应的反铁磁性物质或亚铁磁性物质。所述磁电阻效应元件通过改变从所述控制端子供给的电压的大小及/或极性，控制所述磁电阻效应元件的自旋扭矩振荡频率或自旋扭矩共鸣频率。

技术领域

本发明涉及一种利用磁电阻效应的频率可变磁电阻效应元件，该频率可变磁电阻效应元件可以适用于为无线通信所需的振荡器、检波器及滤波器等。

背景技术

近年来，随着智能手机等移动终端的小型化、高功能化，用于终端的电子部件的数量及占有可能面积呈减少趋势。另一方面，由于通信速度的高速化及应用的多样化等，所使用的频率及频带个数呈增加趋势。为了满足这些要求，需要能够用单一部件控制多个频带的对应于多频带的高频部件。

利用磁电阻效应的振荡(或共振)元件，与以往使用的LCR电路等电子电路相比，能够以非常小的尺寸对应于更高的频率。另外，因为能由磁场改变其工作频率，所以期待利用磁电阻效应的振荡(或共振)元件作为新一代的高频部件(专利文献1)。

以往所知的振荡(或共振)频率的控制方法大致分成磁场控制方式和电场控制方式。专利文献1及专利文献2公开了作为调节用的磁场施加机构而使用电磁铁的方式。另外，专利文献3公开了包括磁电阻效应元件、电磁铁及用来施加来自电磁铁的磁场的导磁路径的磁场控制方式的具体结构。在该磁场控制方式中，通过改变在线圈(电磁铁)中流动的电流来改变磁场强度，以控制振荡频率。另外，非专利文献1公开了作为外部原因利用电场的方式。电场控制方式是通过施加电场而代替磁场来控制自旋进动的频率的技术。

现有技术文献

专利文献

【专利文献1】国际专利公开号第WO2010/119569公报

【专利文献2】日本专利号第4743113

【专利文献3】日本专利公开号第2006-303097公报

非专利文献

【非专利文献1】W.Skowronski et.al.,Appl.Phys.Lett.,105,072409(2014)

但是，根据本发明人的研究，有如下问题，在关于这些现有技术的频率可变方法中，需要在控制频率工作时稳定且不变动地维持所施加的磁场或电场，不适合用于器件。另外，在作为控制用的磁场而使用电磁铁的情况下，需要在控制频率工作时为了使电磁铁一直励磁而需持续将电流流向线圈中。结果，导致元件的工作能量大幅度增加的问题。另外，因为需要在振荡元件附近设置电磁铁，所以整体的占有面积呈大幅度增加的趋势。为了解决这些问题，希望仅在改变频率时消耗能量并能够以没有能耗的方式保持改变频率后的状态的机制。

发明内容

鉴于上述问题，本发明是通过实现以下机制来解决上述问题，该机制是：使用几乎没有能耗的电场控制磁电阻效应元件的自旋进动的频率，并且在消除电场之后能够保持频率变化后的状态的机制。由此可以提供一种频率特性稳定且工作能量被大幅度地降低了的频率可变磁电阻效应元件及利用该元件的器件。

具体而言，作为第一技术方案，涉及本发明的频率可变磁电阻效应元件包括磁电阻效应元件、用来对所述磁电阻效应元件施加磁场的磁场施加机构、用来对所述磁电阻效应元件施加电场的电场施加机构、以及与所述电场施加机构连接并用来向所述电场施加机构供给大小及/或极性不同的电压的控制端子。所述磁电阻效应元件包括具有电磁效应的反铁磁性物质或亚铁磁性物质。此时，所述磁电阻效应元件的自旋扭矩振荡频率或自旋扭矩共鸣频率由从所述控制端子供给的电压的大小及/或极性变化控制。