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公開番号2025093801
公報種別公開特許公報(A)
公開日2025-06-24
出願番号2023209684
出願日2023-12-12
発明の名称電気デバイスおよびメモリ素子
出願人国立研究開発法人理化学研究所
代理人弁理士法人RYUKA国際特許事務所
主分類H10B 61/00 20230101AFI20250617BHJP()
要約【課題】スキルミオンが存在する磁性体薄膜に交流電流を流したときの特性を利用した電気デバイスを提供する。
【解決手段】インダクタおよびキャパシタの少なくとも一方として動作する電気デバイスであって、印加磁場に応じて、スキルミオンが発生するスキルミオン結晶相と強磁性相とが少なくとも発現する磁性体薄膜と、前記磁性体薄膜に接続され、前記磁性体薄膜の主面における第1方向に、前記インダクタまたは前記キャパシタに印加される交流の印加信号に応じた交流の印加電流を流す一対の第1電極とを備え、一対の前記第1電極が、前記インダクタまたは前記キャパシタの2つの端子として機能する電気デバイスを提供する。
【選択図】図4
特許請求の範囲【請求項１】
インダクタおよびキャパシタの少なくとも一方として動作する電気デバイスであって、
印加磁場に応じて、スキルミオンが発生するスキルミオン結晶相と強磁性相とが少なくとも発現する磁性体薄膜と、
前記磁性体薄膜に接続され、前記磁性体薄膜の主面における第１方向に、前記インダクタまたは前記キャパシタに印加される交流の印加信号に応じた交流の印加電流を流す一対の第１電極と
を備え、
一対の前記第１電極が、前記インダクタまたは前記キャパシタの２つの端子として機能する電気デバイス。
続きを表示（約 1,000 文字）【請求項２】
前記第１方向は、前記磁性体薄膜の前記主面の長手方向であり、
前記電気デバイスは、前記インダクタとして動作する
請求項１に記載の電気デバイス。
【請求項３】
前記第１方向は、前記磁性体薄膜の前記主面の短手方向であり、
前記電気デバイスは、前記キャパシタとして動作する
請求項１に記載の電気デバイス。
【請求項４】
前記磁性体薄膜に接続され、前記磁性体薄膜の前記主面において前記第１方向とは異なる第２方向に前記印加電流を流す一対の第２電極と、
前記電気デバイスを前記インダクタおよび前記キャパシタの何れとして動作させるかに応じて、一対の前記第１電極および一対の前記第２電極のいずれに前記印加電流を流すかを制御する制御部と
を備える請求項１に記載の電気デバイス。
【請求項５】
前記第１方向における前記磁性体薄膜の前記主面の長さは、前記第２方向における前記磁性体薄膜の前記主面の長さよりも長く、
前記制御部は、前記電気デバイスを前記インダクタとして動作させる場合に、前記第１方向に前記印加電流を流し、前記電気デバイスを前記キャパシタとして動作させる場合に、前記第２方向に前記印加電流を流す
請求項４に記載の電気デバイス。
【請求項６】
前記磁性体薄膜の前記第１方向における長さが、前記スキルミオンの直径の５倍以上である
請求項２または５に記載の電気デバイス。
【請求項７】
前記磁性体薄膜の前記第２方向における長さが、前記スキルミオンの直径の１倍以上である
請求項５に記載の電気デバイス。
【請求項８】
前記磁性体薄膜の前記第２方向における長さが、前記スキルミオンの直径の２倍以下である
請求項７に記載の電気デバイス。
【請求項９】
前記磁性体薄膜に局所的に磁場を印加して、前記磁性体薄膜に前記スキルミオンを発生させるスキルミオン発生部を更に備える
請求項１に記載の電気デバイス。
【請求項１０】
前記第１方向は、前記磁性体薄膜の前記主面の長手方向であり、
前記第１方向に直流電流を流して前記スキルミオンの前記第１方向における位置を調整する位置調整部を更に備える
請求項９に記載の電気デバイス。
（【請求項１１】以降は省略されています）
発明の詳細な説明【技術分野】
【０００１】
本発明は、スキルミオンを用いた電気デバイスおよびメモリ素子に関する。
続きを表示（約 1,400 文字）【背景技術】
【０００２】
従来、スキルミオンを生成および消去可能な磁気素子を用いたスキルミオンメモリが知られている（例えば、特許文献１から４）。
［特許文献１］国際公開第２０１６／０３５７５８号
［特許文献２］国際公開第２０１６／０３５５７９号
［特許文献３］国際公開第２０１６／０２１３４９号
［特許文献４］国際公開第２０１６／０６７７４４号
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
スキルミオンが存在する磁性体薄膜に交流電流を流したときの特性を利用した電気デバイスおよびメモリ素子を提供する。
【課題を解決するための手段】
【０００４】
本発明の第１の態様においては、インダクタおよびキャパシタの少なくとも一方として動作する電気デバイスを提供する。上記電気デバイスは、印加磁場に応じて、スキルミオンが発生するスキルミオン結晶相と強磁性相とが少なくとも発現する磁性体薄膜を備えてよい。上記何れかの電気デバイスは、前記磁性体薄膜に接続され、前記磁性体薄膜の主面における第１方向に、前記インダクタまたは前記キャパシタに印加される交流の印加信号に応じた交流の印加電流を流す一対の第１電極を備えてよい。上記何れかの電気デバイスにおいて、一対の前記第１電極が、前記インダクタまたは前記キャパシタの２つの端子として機能してよい。
【０００５】
上記何れかの電気デバイスにおいて、前記第１方向は、前記磁性体薄膜の前記主面の長手方向であってよい。上記何れかの電気デバイスにおいて、前記電気デバイスは、前記インダクタとして動作してよい。
【０００６】
上記何れかの電気デバイスにおいて、前記第１方向は、前記磁性体薄膜の前記主面の短手方向であってよい。上記何れかの電気デバイスにおいて、前記電気デバイスは、前記キャパシタとして動作してよい。
【０００７】
上記何れかの電気デバイスは、前記磁性体薄膜に接続され、前記磁性体薄膜の前記主面において前記第１方向とは異なる第２方向に前記印加電流を流す一対の第２電極を備えてよい。上記何れかの電気デバイスにおいて、前記電気デバイスを前記インダクタおよび前記キャパシタの何れとして動作させるかに応じて、一対の前記第１電極および一対の前記第２電極のいずれに前記印加電流を流すかを制御する制御部を備えてよい。
【０００８】
上記何れかの電気デバイスにおいて、前記第１方向における前記磁性体薄膜の前記主面の長さは、前記第２方向における前記磁性体薄膜の前記主面の長さよりも長くてよい。上記何れかの電気デバイスにおいて、前記制御部は、前記電気デバイスを前記インダクタとして動作させる場合に、前記第１方向に前記印加電流を流し、前記電気デバイスを前記キャパシタとして動作させる場合に、前記第２方向に前記印加電流を流してよい。
【０００９】
上記何れかの電気デバイスにおいて、前記磁性体薄膜の前記第１方向における長さが、前記スキルミオンの直径の５倍以上であってよい。
【００１０】
上記何れかの電気デバイスにおいて、前記磁性体薄膜の前記第２方向における長さが、前記スキルミオンの直径の１倍以上であってよい。
（【００１１】以降は省略されています）

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