JP4185968B2 - 磁気センサー - Google Patents
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Description
〔1〕磁気センサーにおいて、スピン情報を有する物体に配置される空間的に非対称性を有する界面構造を有し、その界面を構成する一つの固体材料が、垂直磁気記録膜の下向き(データ「0」)もしくは上向き(データ「1」)の磁化から発生する+−の磁界を感じて、磁気ドメインのスピンの向きが、下向きあるいは上向きとなる特性を有する磁性体である磁気センサー素子と、この磁気センサー素子に作用するレーザー光照射手段とを備え、このレーザー光照射手段から前記磁気センサー素子へ振動数ωのレーザー光を入射することにより、前記磁気センサー素子から出射する振動数2ωの第2高調波の偏光面の回転角度の変化によりスピン情報を有する物体のスピン情報を読み出すことを特徴とする。
〔作用〕
本発明によれば、固体内に埋め込まれたスピン情報を読み出すことを可能とする磁気センサーを提供することができる。これにより、光磁気ディスクの再生素子として、その記憶磁気領域が1000Å以下の数百Å、もしくは数Åの微小領域であっても再生可能な素子を提供できる。この素子はハードディスク装置(HDD)の読み出し装置としても実用可能である。この再生素子を使えば、一気に記憶容量を1000Gbpsi領域へ引き上げることを可能にする。
χyyy (2)=αMxPz
と表現され、Pzの存在によりχyyy (2)が発生する。これは分極を持った材料がこれらの効果を強調できることを示している。偏光面の回転角度は発生した磁化の大きさに比例する。この磁化の大きさは弱磁場では外部磁場にほぼ比例するから、メモリの磁化が発生する磁界強度に依存することになる。
〔実施例1〕
超格子構造で磁気センサー素子として適用した具体例を以下に示す。
〔実施例2〕
GaFeO3 斜方晶結晶を磁気センサー素子として適用した具体例を示す。
Claims (19)
- (a)スピン情報を有する物体に配置される、空間的に非対称性を有する界面構造を有し、その界面を構成する一つの固体材料が、垂直磁気記録膜の下向き(データ「0」)もしくは上向き(データ「1」)の磁化から発生する+−の磁界を感じて、磁気ドメインのスピンの向きが、下向きあるいは上向きとなる特性を有する磁性体である磁気センサー素子と、
(b)該磁気センサー素子に作用するレーザー光照射手段とを備え、
(c)該レーザー光照射手段から前記磁気センサー素子へ振動数ωのレーザー光を入射することにより、前記磁気センサー素子から出射する振動数2ωの第2高調波の偏光面の回転角度の変化によりスピン情報を有する物体のスピン情報を読み出すことを特徴とする磁気センサー。 - 請求項1記載の磁気センサーにおいて、前記第2高調波を発生するために前記磁気センサー素子の少なくとも一つの磁性体材料が強磁性(フェリ磁性を含む)材料で界面を構成した構造を持つことを特徴とする磁気センサー。
- 請求項2記載の磁気センサーにおいて、前記第2高調波を発生するために前記磁気センサー素子の少なくとも一つの材料が強磁性(フェリ磁性を含む)薄膜材料で、他の材料が複数の薄膜材料で界面を構成した多層薄膜材料を用いることを特徴とする磁気センサー。
- 請求項3記載の磁気センサーにおいて、前記複数の薄膜材料として少なくとも一つは遷移金属、もしくは遷移金属酸化物膜を用いることを特徴とする磁気センサー。
- 請求項4記載の磁気センサーにおいて、前記複数の薄膜材料として少なくとも一つは酸化Mn化合物膜を用いることを特徴とする磁気センサー。
- 請求項5記載の磁気センサーにおいて、前記複数の薄膜材料として少なくとも一つは(A1-x Bx )MnO3 (0≦x≦1)で、AとしてCa,Sr,Baなどのアルカリ土類元素もしくはLaなどの希土類元素、YやBiからなる元素、BとしてA以外のCa,Sr,Baなどのアルカリ土類元素もしくはLaなどの希土類元素、YやBiからなる酸化物を用いることを特徴とする磁気センサー。
- 請求項6記載の磁気センサーにおいて、前記複数の薄膜材料として少なくとも一つの膜が(A1-x Bx )MnO3 (0≦x≦1)で、その他の複数の膜からなる膜構成を単位ユニットとして、この単位ユニットを複数回繰り返して構成する多層膜を少なくとも一つ薄膜材料として用いることを特徴とする磁気センサー。
- 請求項1記載の磁気センサーにおいて、前記第2高調波を発生するために前記磁気センサー素子の少なくとも一つの薄膜、もしくは結晶薄片で容易磁化軸と分極軸とが直交する材料を用いることを特徴とする磁気センサー。
- 請求項8記載の磁気センサーにおいて、前記第2高調波を発生するために前記磁気センサー素子の容易磁化軸と分極とが直交する一つの薄膜材料とその他の複数の薄膜材料を用いることを特徴とする磁気センサー。
- 請求項9記載の磁気センサーにおいて、前記第2高調波を発生するために前記磁気センサー素子の容易磁化軸と分極軸とが直交する材料において容易磁化軸に垂直な電場成分を持つ光を入射させ、該光に反射もしくは透過する光の第2高調波成分を用いることを特徴とする磁気センサー。
- 請求項10記載の磁気センサーにおいて、前記磁気センサー素子の複数の薄膜材料として少なくとも一つは遷移金属膜、もしくは遷移金属酸化物膜を用いることを特徴とする磁気センサー。
- 請求項11記載の磁気センサーにおいて、前記磁気センサー素子の複数の薄膜材料として少なくとも一つは酸化Mn化合物膜を用いることを特徴とする磁気センサー。
- 請求項12記載の磁気センサーにおいて、前記磁気センサー素子の複数の薄膜材料として少なくとも一つは(A1-x Bx )MnO3 (0≦x≦1)で、AとしてCa,Sr,Baなどのアルカリ土類元素もしくはLaなどの希土類元素、YやBiからなる元素、BとしてA以外のCa,Sr,Baなどのアルカリ土類元素もしくはLaなどの希土類元素、YやBiからなる酸化物を用いることを特徴とする磁気センサー。
- 請求項13記載の磁気センサーにおいて、前記磁気センサー素子の少なくとも一つの膜が(A1-x Bx )MnO3 (0≦x≦1)で、その他の複数膜からなる膜構成を単位ユニットとして、この単位ユニットを複数回繰り返して構成する多層膜を少なくとも一つ薄膜材料として用いることを特徴とする磁気センサー。
- 請求項10、11又は12記載の磁気センサーにおいて、前記磁気センサー素子の容易磁化軸と分極軸とが直交する材料としてFeの酸化物およびFe酸化薄膜を用いることを特徴とする磁気センサー。
- 請求項15記載の磁気センサーにおいて、前記磁気センサー素子の容易磁化軸と分極軸とが直交する材料としてGa2-x Fex O3 結晶および薄膜を用いることを特徴とする磁気センサー。
- 請求項16記載の磁気センサーにおいて、前記磁気センサー素子の容易磁化軸と分極軸とが直交する材料としてGa2-x Fex O3 結晶および薄膜でFe(鉄)の組成;xの範囲が0.7≦x≦1.5の材料で斜方晶の結晶構造を持った材料を用いることを特徴とする磁気センサー。
- 請求項2から17の何れか1項に記載の磁気センサーにおいて、前記磁気センサー素子の遷移金属酸化物薄膜をSrTiO3 薄膜で上下を挟んだ多層構造を用いることを特徴とする磁気センサー。
- 請求項2から17の何れか1項に記載の磁気センサーにおいて、前記磁気センサー素子の複数の薄膜材料を支持する基板材料としてSrTiO3 結晶を用いることを特徴とする磁気センサー。
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