(57)【要約】【課題】高周波受信チェーンで使用されるこのような発振器において要求される出力にできるだけ近い出力を得るために出力を大幅に増加しながら、精細性の点で高周波放出の品質を保持または改善さえすることである。【解決手段】高周波発信器は、電流が流れることができる内蔵の磁気抵抗装置を有し、前記磁気抵抗装置が、“トラップ層”（２）として知られる第１の磁性層であって、その磁化が固定方向である第１の磁性層と、“自由層”（１）として知られる第２の磁性層と、“中間層”として知られ、前記第１及び第２の層の間に配置される非磁性層（３）と、を備える。前記発振器は、前記層を含む平面に垂直な方向において、上述の積層体を構成する前記層に電流が流れることを引き起こすことができる手段をさらに備える。前記磁気抵抗装置を構成する３つの層の１つは、それを通って電流が流れる少なくとも１つの収縮領域（８、１１）を備える。【選択図】図２
2010130012.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
電流が流れることができる内蔵の磁気抵抗装置を有する高周波発振器であって、
前記磁気抵抗装置が、
“トラップ層”（２）として知られる第１の磁性層であって、その磁化が固定方向である第１の磁性層と、
“自由層”（１）として知られる第２の磁性層と、
“中間層”として知られ、前記第１及び第２の層の間に配置される、非導電性の非磁性層（３）と、
を備え、
前記発振器が、前記層を含む平面に垂直な方向において、上述の積層体を構成する前記層に電流が流れることを引き起こすことができる手段（１６、２２）をさらに備える、高周波発振器において、
前記磁気抵抗装置が、それを通して電流が流れる少なくとも１つの収縮領域（１１、２５）を含み、前記少なくとも１つの収縮領域が、前記トラップ層（２）と前記自由層（１）との間に延び、それを生成するために適切な電圧に対する、前記自由層（１）と前記トラップ層（２）との間に実装される積層体の屈服からもたらされる、ナノ通路またはナノワイヤによって構成され、前記積層体が、光溶解（ＵＶ）または熱処理の何れかによって固体電解質に部分的に溶解される可溶性金属電極が堆積される前記固体電解質からなる二重層によって構成されることを特徴とする高周波発振器。
【請求項２】
前記固体電解質が、ＧｅＳｅ、ＧｅＳ、ＣｕＳ、Ａｇ２Ｓを含む群から選択されるカルコゲニドベースの絶縁マトリクスからなることを特徴とする、請求項１に記載の高周波発振器
【請求項３】
前記固体電解質が、ＳｉＯ２、ＴｉＯ２、ＮｉＯ２、ＳｒＴｉＯ３、ＭｇＯ、Ａｌ２Ｏ３を含む群から選択されるトンネル酸化物からなる絶縁マトリクスからなることを特徴とする、請求項１に記載の高周波発振器。
【請求項４】
実装される電流収縮領域の数に対応するＮ個の発振器によって同時に構成され、前記発振器が、スピン波によって互いに結合されることを特徴とする、請求項１から３の何れか一項に記載の高周波発振器。
【請求項５】
前記中間層が、前記固体電解質／可溶性電極二重層からなる積層体によって構成され、前記可溶性電極が銅または銀によって構成されることを特徴とする、請求項１から４の何れか一項に記載の高周波発振器。
【請求項６】
前記中間層（３）がトンネル酸化物または金属層によって構成され、前記中間層（３）が、順に前記トラップ層で覆われる固体電解質（２３）からなる層を、前記自由層（１）と接触する表面に対向するその表面に受容し、前記トラップ層が、光溶解または熱処理によって前記固体電解質内に部分的に溶解され、その結果得られる磁気積層体が、前記トラップ層（２）と前記自由層（１）との間に延び、収縮領域を構成する、前記固体電解質内の前記トラップ層の部分的な溶解からもたらされる前記マトリクス（２４）内に１つ又はそれ以上の導電性のナノ通路またはナノワイヤ（２５）を生成するために適切な電圧にさらされることを特徴とする、請求項１または２に記載の高周波発振器。
【請求項７】
前記中間層（３）を構成する前記トンネル酸化物が、ＡｌＯｘ、ＭｇＯ、ＳｔＯを含む群から選択される酸化物で作られることを特徴とする、請求項６に記載の高周波発振器。
【請求項８】
典型的にはシリコンで作られる基板に導電性の下部電極を組み立てる段階であって、前記基板に堆積される、磁気積層体の層の１つの磁化の歳差運動を行うために下部電極を組み立てる段階と、
トンネル障壁として作用することができる絶縁材料によって又はスピンバルブとして作用することができる金属材料によって互いに分離される強磁性材料の２つの層によって構成される積層体を前記基板上に堆積する段階と、
物理気相堆積（ＰＶＤ）、化学気相堆積（ＣＶＤ）または蒸着によって、ＧｅＳｅ、ＧｅＳ、ＧｅＴｅまたはＡｓ２Ｓｅカルコゲニドなどの固体電解質を構成する層を前記積層体の下部層に堆積する段階と、
次いで、同一の技術を用いて、銀または銅または亜鉛またはインジウム及び白金によって構成される可溶性電極を前記固体電解質上に堆積する段階と、
次いで、このように実装された前記二重層を紫外線処理または熱処理にさらす段階であって、前記固体電解質内に可溶性電極の少なくとも部分的な溶解をもたらす段階と、
前記処理に続いて前記二重層上に強磁性材料で作られる層の前記積層体の上部層を堆積する段階と、
次いで、このように処理された前記積層体の全体を、１つ又はそれ以上の永久の又は不可逆的な導電性ナノ通路を形成するために十分な電圧にさらす段階と、
導電性上部電極を堆積する段階と、
を備える高周波発振器を実装する方法。
【請求項９】
典型的にはシリコンで作られる基板に導電性の下部電極を組み立てる段階であって、前記基板に堆積される、磁気積層体の層の１つの磁化の歳差運動を行うために下部電極を組み立てる段階と、
磁気トンネル接合として作用することができる絶縁材料で作られる又はスピンバルブとして作用することができる金属材料で作られる中間層によって互いに分離される強磁性材料の２つの層によって構成される積層体を前記基板上に堆積する段階と、
物理気相堆積（ＰＶＤ）、化学気相堆積（ＣＶＤ）または蒸着によって、ＧｅＳｅ、ＧｅＳ、ＧｅＴｅまたはＡｓ２Ｓｅカルコゲニドなどの固体電解質を構成する層を前記積層体の下部層に堆積する段階と、
次いで、可溶性電極として部分的に作用するための、前記磁気積層体の他の強磁性層を構成する層及び特にコバルトを前記固体電解質上に堆積する段階であって、それによって前記固体電解質を構成する前記層を用いて二重層を構成する段階と、
次いで、このように実装された前記二重層を紫外線処理または熱処理にさらす段階であって、前記固体電解質内に可溶性電極の少なくとも部分的な溶解をもたらす段階と、
次いで、このように処理された前記積層体の全体を、１つ又はそれ以上の永久の又は不可逆的な導電性ナノ通路を形成するために十分な電圧にさらす段階と、
導電性上部電極を堆積する段階と、
を備える高周波発振器を実装する方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、薄層磁気システム技術を使用した高周波発振器の分野に属する。
【０００２】
それは、より具体的には、少なくとも１つの磁気自由層、磁気トラップ層の磁気積層体を含む磁気スピンバルブまたはトンネル接合を使用するこの種の高周波発振器であって、前記層が中間層によって結合された高周波発振器を対象とする。
【背景技術】
【０００３】
高周波発振器は、一般的に数十メガヘルツから数十ギガヘルツの範囲の高周波で動作することを目的としている。
【０００４】
特に、電気通信に割り当てられた周波数帯の飽和に加えて形態電話通信（携帯電話、モバイル）の発展から生じる期待を満足するために、前記周波数帯の静的割り当てを動的割り当てによって置換することが提案されている。この原理は、周波数スペクトルを解析し、自由な周波数帯を使用することを可能にするためのそれらを特定する能力に依存する。それで、これは、“日和見ラジオ”として知られる。
【０００５】
しかしながら、この動的周波数割り当て原理を適用するために、それを適用する装置は、非常に幅の広いバンドの発振器を有しなければならず、さらに位相ノイズに対して極めて優れていなければならず、従って、高品質係数Ｑ＝ｆ／Δｆを有しなければならない。
【０００６】
これらの期待を満たすのに相応しい１つの技術的な解決法は、スピン電子高周波発振器の使用を含む。この種の発振器は、容易な周波数同調性と共に、高い線質係数Ｑを有する幅広い周波数帯を可能にし、比較的単純な基本設計概念を使用する。
【０００７】
スピン電子工学は、新たな効果を生成するために、さらなる自由度として電子スピンを使用する。
【０００８】
スピン局在化された電流を薄い磁性層に流すことによって、その磁化の反転が如何なる外部磁界なしに生じることが示されている。スピン局在化された電流は、発振器としても知られる持続される磁気励起を生成することもできる。磁気抵抗装置において持続される磁気励起を生成する効果を使用することは、この効果を、電子回路で直接使用することができる、従って結果的にその周波数のレベルで直接作用することができる電気抵抗調整に変換することを可能にする。
【０００９】
文献ＵＳ−５６９５８６４は、上述の原理を適用する様々な進歩を記載し、特に、スピン局在化された電流によって通過する磁性層の磁化の歳差運動を記載する。この種の高周波発振器を構成することができる磁性層の積層体が図１との関連で示されている。この積層体は、例えば銅または金から作られる２つの電気接触領域５’、５間に挿入される。
【００１０】
この積層体の層２は、いわゆる“トラップ層”であるが、固定された磁化方向を有する。それは、５から１００ナノメートルの典型的な厚さを有する単一層からなり、例えばコバルト、または、より一般的には、コバルト、鉄及び／又はニッケルに基づく合金（例えば、ＣｏＦｅまたはＮｉＦｅ）で作られ得る。このトラップ層２は、単一物または合成品であり得る。それは、偏光子機能を果たす。従って、従って、偏光子によって反射され又は伝達される、その平面に垂直な磁気抵抗装置の構成要素の層を通って流れる電流の電子は、反強磁性層６に接触する界面に対向する界面において層２が有する磁化に平行なスピン方向を有して偏光され、それは、反強磁性層６に関連し、その磁化の配向を固定するためのものである。
【００１１】
この層２は、反強磁性層６を受容する表面に対向するその表面にスペーサとして作用する他の層３を受容する。この層３は、金属であり、典型的には３から１０ナノメートルの厚さの銅の層であり、又は、０．５から１．５ナノメートルの典型的な厚さを有するアルミニウム酸化物又は０．５から３ナノメートルの典型的な厚さを有するマグネシウムの微細な絶縁層によって構成される。スペーサ３の他側において、一般的に層２ほど厚くない所謂”自由層”１が挿入される。この層は、単一物であるか複合体であり得る。それは、層１のスペーサ３との界面に対向するその表面上においてそこに付けられる反強磁性層４に結合され得る。それは、トラップ層より“自由”なままであるに違いない。この層４は、例えばＩｒ８０Ｍｎ２０、ＦｅＭｎまたはＰｔＭｎなどの合金によって構成される。
【００１２】
層１の材料は、一般にコバルト、鉄及び／又はニッケルベースの合金である。
【００１３】
従って、従来技術の装置を用いて、非常に精細な高周波周波放出が、強力な磁界内で平面外で得られる。しかしながら、望まれる信号の振幅は低いままであり、それは、ある用途においては全体的に受け入れ不能であることを証明し得る。従って、スペクトルアナライザーは、−１００ｄＢｍのオーダーのスピンバルブ出力（ＲＦバンドに統合された）及び−４０ｄＢｍのオーダーのトンネル接合に関して測定している。この出力は、磁気抵抗の磁化において発振器によって生成される動的抵抗の変化を考慮に入れる。
【００１４】
例えば、絶縁材料で作られる中間層によって散在される磁性層の積層体によって構成され、制限された電流通路として知られる、前記積層体を通過する電流における通路が提供される高周波発振器の文献ＵＳ２００７／１０９１４７の記載が与えられる。しかしながら、これらの通路の数は、調整可能ではなく、さらにそれらの直径はランダムである。この方法によって、調整されない発振器が生成され、それは、線幅を悪化させる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【００１５】
【特許文献１】米国特許第５６９５８６４号明細書
【特許文献２】米国特許出願公開第２００７／１０９１４７号明細書
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１６】
従って、本発明によって追求される第１の目的は、高周波受信チェーンで使用されるこのような発振器において要求される出力にできるだけ近い出力を得るために出力を大幅に増加しながら、精細性の点で高周波放出の品質を保持または改善さえすることである。
【課題を解決するための手段】
【００１７】
従って、本発明は、電流が流れることができる内蔵の磁気抵抗装置を有する高周波発振器を提案する。この磁気抵抗装置または積層体は、
“トラップ層”として知られる第１の磁性層であって、その磁化が固定方向である第１の磁性層と、
“自由層”として知られる第２の磁性層と、
“中間層”として知られ、前記第１及び第２の層の間に配置される、絶縁材料で作られる非磁性層と、
を備える。
【００１８】
それは、前記層を含む平面に垂直な方向において、上述の積層体を構成する前記層に電流が流れることを引き起こすことができる手段も備える。
【００１９】
本発明によれば、前記磁気抵抗装置は、それを通して電流が流れる少なくとも１つの収縮領域を含み、前記少なくとも１つの収縮領域が、前記トラップ層と前記自由層との間に延び、それを生成するために適切な電圧に対する、前記自由層と前記トラップ層との間に実装される積層体の屈服（subjection）からもたらされる、ナノ通路またはナノワイヤによって構成され、前記積層体が、光溶解（ＵＶ）または熱処理の何れかによって固体電解質に部分的に溶解される可溶性金属電極が堆積される前記固体電解質からなる二重層によって構成される。
【００２０】
この磁気抵抗積層体の１つまたはそれ以上のこのような収縮の存在を介して、強い電流密度が局所的に生成され、これがマイクロサイズ（すなわち直径）であったとしても、自由層の磁化の局所的な歳差運動を生じ得る。より強い局所的な電流密度を有するこの可能性のために、動的抵抗の変化はより大きく、従って望まれる信号はより強い。非常に高い電流密度において、前記自由層の磁化の歳差運動が広い角度で前記層の平面の外側で（それが最も低い電流密度におけるものであるので、もはや平面ではない）行われる状態に達することさえ可能である。この場合、磁化の軌道がその平面で３６０°の磁気振動を生じ、それによって磁気抵抗の大きさの全体を利用するので、同等のより大きい振幅の高周波励起が得られる。
【００２１】
都合良く、これらの収縮のいくつかが考慮中の層に同時に実装され、次いで、１つではないＮ個の発振器（この電流方向に垂直な平面）を得ることを可能にする。この場合、並行した発振器が、スピンバルブによって結合され、コヒーレントに放出することが示されている（“Mutual Phase-locking of Microwave Spin Torque Nano-Oscillators”-S．Kaka，ＭＲ．Pufall，WH．Rippard et al;NATURE Vol．437，issue:7057，pages 389-392，2005）。次いで、放出される全出力は、Ｎ２に比例する。
【００２２】
このように得られる収縮領域は、１から数十ナノメートルまで延びる典型的な直径を有する。
【００２３】
有利な一変形例によれば、磁気積層体に、前記積層体の構成層の平面に対して垂直な磁化を有する偏光子を加えることができ、前記偏光子は、前記自由層に近接して位置する。
【００２４】
この偏光子は、典型的にはコバルト及び白金またはコバルト及びガドリニウムベースの合金、または、コバルト／白金多層、または、白金層上のコバルト／ニッケル多層で作られ得る。
【００２５】
このタイプの偏光子を使用することは、より低い電流密度を適用しながら、印加される磁界なしでより大きな振幅の高周波発振器の形成を生じることを可能にする。この偏光子は、金属スペーサによって前記自由層から分離され、例えば銅から作られる。
【００２６】
第１の実施形態によれば、二重層は、中間層を構成する。
【００２７】
前記固体電解質は、例えばＧｅＳｅ、ＧｅＳ、ＣｕＳ、Ａｇ２Ｓなどのカルコゲニドベースの絶縁マトリクスからなり、前記可溶性電極は、例えば銅または銀からなり得る。
【００２８】
前記二重層に印加される電圧を利用することによって、直径、従ってナノワイヤの抵抗を変えることができることが知られている。
【００２９】
前の実施形態に対する一変形例によれば、ＳｉＯ２、ＴｉＯ２、ＮｉＯ２、ＳｒＴｉＯ３、ＭｇＯ、Ａｌ２Ｏ３などのトンネル酸化物によってカルコゲニドを置換することも可能である。
【００３０】
第２の実施形態によれば、前記収縮は、前記中間層上に提供され、次いで、スペーサによって構成される。このスペーサは、非導電体（トンネル障壁）または本来金属（トンネル接合）である。これの又はこれらの収縮は、この場合、光溶解または熱処理によって前記固体電解質に溶解される前記とラップ層の前記磁性層によって適切に構成される可溶性電極に関連する固体電解質の使用の結果である。閾値電圧を超える電圧（“超える”を参照）を印加することによって、強磁性フィラメントは、その直径が印加される電圧に依存するトンネル障壁上に不可逆的に形成され、固体電解質内のトラップ層の磁性層の部分的な溶解によってもたらされるマトリクス内により正確に形成される。
【００３１】
本発明は、前述されたものに従って高周波発振器を実装する方法も対象とする。
【００３２】
この方法は、典型的にはシリコンで作られる基板に導電性の下部電極を組み立てる段階であって、前記基板に堆積される、磁気積層体の層の１つの磁化の歳差運動を行うために下部電極を組み立てる段階を備え、前記積層体は、磁気トンネル接合を構成するために、特にアルミナなどの酸化物である絶縁材料によって又は金属材料（スピンバルブ）によって互いに分離される、特にＣｏＦｅまたはＮｉＦｅ合金などの強磁性材料の２つの層によって構成される。
【００３３】
第１の実施形態によれば、物理気相堆積（ＰＶＤ）、化学気相堆積（ＣＶＤ）または蒸着によって、１から５ナノメートルまで変化する厚さを有するＧｅＳｅ、ＧｅＳ、ＧｅＴｅまたはＡｓ２Ｓｅカルコゲニドなどの固体電解質を構成する層を前記積層体の下部の強磁性層に堆積する。次いで、前記溶解処理の前に１から５ナノメートルの厚さを有する、銀または銅または亜鉛またはインジウム及び白金によって構成される可溶性電極と同一の技術を用いて堆積が行われる。
【００３４】
次いで、このように生成された二重層は、紫外線処理または熱処理にさらされ、前記固体電解質内に前記可溶性電極の少なくとも部分的な溶解をもたらす。次いで、これは、例えばＣｕＧｅＳｅ、ＣｕＧｅＳ、ＡｇＧｅＳｅまたはＡｇＳｅＳマトリクスの形成をもたらす。
【００３５】
次いで、このように処理された積層体は、電圧Ｖ＞Ｖｔｈにさらされ、Ｖｔｈは、典型的に０．２Ｖから１Ｖの閾値電圧であり、結果的に電流Ｉ＞Ｉｓａｔは、二重層を介して流れる。従って、１つ又はそれ以上の永久的な又は不可逆的な導電性ナノ通路が実装され、そのサイズ及び電気抵抗は、飽和電流によって固定される。
【００３６】
次いで、導電性上部電極が堆積される。
【００３７】
次いで、導電性を失うことなく、特に注入されたコンプライアンス電流の関数として数原子から数ナノメートルに限定される、完全に局在化された収縮領域が得られる。
【００３８】
さらに、この実施形態は、非常に良好な統合、従って限定が生成されることを意味する。この技術は、さらに、容易な製造：容易な堆積技術及び溶解段階のために比較的容易に産業化することを証明する。最後に、それは、極端に局在化された電流注入のために発振器の性能の最適化を可能にする。
【００３９】
前記固体電解質内の前記可溶性電極の部分的な溶解の後に、上部電極が典型的に堆積される。しかしながら、今日の技術では、可溶性電極の溶解の前にこの電極が堆積されることが考えられる。
【００４０】
他の実装方法によれば、ＰＶＤ、ＣＶＤまたは蒸着によって、５から５０ナノメートルまで変化する厚さを有する、ＧｅＳｅ、ＧｅＳ、ＧｅＴｅまたはＡｓ２Ｓｅカルコゲニドなどの固体電解質を構成する層がトンネル酸化物または金属材料で作られる中間層上に堆積される。
【００４１】
この場合、適切にはコバルトであり、可溶性電極として部分的に作用するための、他の強磁性層を構成する層がこの層上に堆積される。
【００４２】
次いで、このように実装された二重層は、紫外線処理または熱処理にさらされ、前記固体電解質内の前記可溶性電極の少なくとも部分的な溶解をもたらす。
【００４３】
次いで、１つ又はそれ以上のナノワイヤまたはナノ通路の実装をもたらすために、このように得られた積層体は、前述のものと同様の処理にさらされる。しかしながら、今回、それらは、中間層に実装されず、その上に実装される。
【図面の簡単な説明】
【００４４】
【図１】図１は、従来技術による高周波発信器の図表示である。
【図２】図２は、自由層とトラップ層との間に導電ナノ通路を実装する第１の発明の実施形態の図である。
【図３】図３ａ及び図３ｂは、図２に記載された構造を形成するための固体電解質／可溶性電極二重層の実装を図示する。
【図４】図４ａは、図３ａの代替案を示し、図４ｂは、図３ｂの代替案を示す。
【図５】図５ａは、固体電解質／可溶性電極二重層を実装する、本発明の他の実施形態を示し、図５ｂは、固体電解質／可溶性電極二重層を実装する、本発明の他の実施形態を示す。
【発明を実施するための形態】
【００４５】
本発明が具体化され得る方法及び結果として得られる利点は、添付の図面によって支持される、情報の目的として与えられ、非限定的である以下の実施例から明らかになるだろう。ここで、同一の参照符号は、同一の要素に対応する。
既に述べたように、図１は、従来技術による高周波発信器の図表示である。
図２は、自由層とトラップ層との間に導電ナノ通路を実装する第１の発明の実施形態の図である。
図３ａ及び図３ｂは、図２に記載された構造を形成するための固体電解質／可溶性電極二重層の実装を図示する。
図４ａ及び図４ｂは、図３ａ及び図３ｂの代替案を示す。
図５ａ及び図５ｂは、固体電解質／可溶性電極二重層を実装する、本発明の他の実施形態を示し、これは、トラップ層の強磁性層によって構成される。
【００４６】
これらの図において、磁性層の積層体のみが具体的に示されている。
【００４７】
これらにおいて、自由振動層１は、２から５０ナノメートルの典型的な厚さを有する。それは、例えばＣｏＦｅ、ＣｏＦｅＢ、ＮｉＦｅなどの鉄、コバルト及びニッケルの合金に基づいて形成される。
【００４８】
トラップ層２は、同等の厚さであり、同一の材料で作られる。その磁化は、例えばＰｔＭｎ、ＩｒＭｎ、ＮｉＭｎ合金に基づいて形成されるような反強磁性層との交換相互作用を介して前記層の平面に捕えられており、明確性のために前記図面に示されない。
【００４９】
これらの２つの強磁性層、自由層１及びトラップ層２はそれぞれ、絶縁材料で作られる中間層３によって互いに分離される。
【００５０】
本発明によれば、これらの層の平面に垂直に配向された、又は、前記積層体を通過する電流の方向に平行な収縮（コンストリクション）が、電気伝導に関して記載される積層体で行われる。これらの収縮は、一般的には１から数十ナノメートルまで変化する直径を有する。積層体が実装された後、それは、それに円形の横断面を与えるように構成（またはパターニング）され得る。この積層体が“ピラー”と呼ばれる。これらのピラーの直径は、５０から数百ナノメートルまで変化することができる。
【００５１】
図２に示される第１の実施形態によれば、ナノ収縮は、自由層１とトラップ層２との間に延びる１つ又はそれ以上の導電通路または導電ワイヤ１１によって構成される。この実施形態において、スペーサ３として機能する中間層は、二重層によって構成される。
【００５２】
固体電解質１２は、例えば、１から５ナノメートルの典型的な厚さを有してＧｅＳｅ、ＧｅＳ、ＧｅＴｅ、Ａｇ２Ｓ、ＣｕＳなどのカルコゲニドによって構成され、可溶性電極１３は、例えば、１から１０ナノメートルの厚さを有して、銅または銀の層によって構成される（図３ａ及び図３ｂ参照）。
【００５３】
固体電解質は、物理気相堆積（ＰＶＤ）、化学気相堆積（ＣＶＤ）または蒸着などの一般的な技術を用いて自由層１に堆積される。これらの堆積は、可溶性電極にも適用される。
【００５４】
本発明によって特定される収縮を構成する、導電性ナノ通路またはナノワイヤ１１の生成をもたらすために、このように構成された二重層は、固体電解質１２の可溶性電極を構成する層１３の少なくとも部分的な溶解をもたらす、第１に光溶解処理（例えば紫外線処理によって）、または、熱処理にさらされる。
【００５５】
次いで、これは、例えばＣｕＧｅＳｅ、ＣｕＧｅＳまたはＡｇＧｅＳタイプのマトリクスの形成をもたらす。電極の厚さは、著しく変更されない。
【００５６】
固体電解質内の可溶性電極の溶解処理の後に、トラップ層２が堆積され、次いで、記載された積層体の全体、すなわち、トラップ層、二重層及び自由層は、典型的に０．２ボルトから１ボルトの閾値電圧Ｖｔｈを超える電圧にさらされる。導電性のナノ通路またはナノワイヤは不可逆的に生成され、従って、トラップ層と自由層との間に永久に生成される。これらのナノ通路の大きさ及び電気抵抗は、飽和電流によって固定される。従って、これは、数原子または数ナノメートルに制限される収縮領域を与え、高電流密度が、本発明によってこのレベルで求められる目的であるこのレベルで得られることを可能にする。この電圧は、二重層内で動作する材料およびこの二重層の厚さに依存する。
【００５７】
この特定の実施形態は、装置の抵抗とナノ通路の幅が、電圧バイアス（Ｖｂｉａｓ）装置の分極電圧を調整することによって制御されることを可能にする。
【００５８】
さらに、装置を通過する電流がナノ通路によって制限されるので、それは、装置が、典型的には数百ナノメートルである大きな直径で製造されることができることを意味する。
【００５９】
必要であれば、得られた組立体は、自由層１内に高周波励起を生じさせるために数十から数百エールステッドの静磁界にさらされ得る。
【００６０】
前記層の平面に平行な一平面及び同一平面において同時にナノ収縮の数Ｎ８が得られ、この平面に垂直な方向で積層体を通過する電流Ｉの通路を制限する。この結果は、これらの収縮の各々における電流密度の局所的な増加であり、外部磁化の存在下で、自由層１の磁化の局所的な歳差運動をもたらす。
【００６１】
これらの異なる収縮の存在のために、Ｎ個のナノ発振器は、１つ及び同一の装置内のスピン波によって結合される。
【００６２】
図４ａ及び図４ｂで特定されるこの実施形態の一代替案によれば、中間層３を構成する二重層は、１から５ナノメートルの典型的な厚さを有するＳｉＯ２、ＴｉＯ２、ＮｉＯ２、ＳｒＴｉＯ３、ＭｇＯ、Ａ１２Ｏ３のようなトンネル障壁として作用する酸化物１４と、例えば銅または銀から作られる可溶性電極１５とからなる。可溶性電極は、焼鈍しタイプの熱処理によってトンネル酸化物内に部分的に溶解され得る。
【００６３】
同様の場合において、閾値電圧を超える電圧を装置に印加することによって、１つ又はそれ以上の銅または銀のフィラメントがトンネル酸化物内に形成され、電流が装置内に制限されることを可能にする。
【００６４】
図５ａ及び図５ｂに示される発明の一実施形態によれば、この収縮は、スペーサとして作用する中間層３内に今回実装されず、その上に実装される導電通路によって行われる。
【００６５】
このために、それ自体が自由層１に堆積され、例えば１から２ナノメートルの一般的な厚さを有するＡｌＯｘ、ＭｇＯ、ＳｔＯによって構成されるトンネル酸化物１４の層上に、例えば１から５ナノメートルの厚さを有するＧｅＳｅ、ＧｅＳ、ＣｕＳ、Ａｇ２Ｓなどのカルコゲニドベースの絶縁マトリクス２３が堆積される。
【００６６】
このように実装される組立体上に、トラップ層２（示されない反強磁性層との交換結合によって結合される）を構成する、例えばコバルトから作られる強磁性層が堆積され、それは、さらに可溶性電極を構成し、光溶解または熱処理によってカルゴゲニドマトリクス２３に部分的に溶解される。
【００６７】
このように実装された積層体に閾値電圧を超える電圧を印加することによって、強磁性の導電性フィラメント２５は、トンネル障壁１４にわたって不可逆的に形成される。同様にこの場合、この導電性フィラメントの直径は、バイアス電圧（Ｖｂｉａｓ）に依存する。
【００６８】
従って、導電性フィラメント２５は、スピン局在化した電子注入ナノソースとなり、一方、自由層１は、良好な発振整合性（oscillation consistency）及び小さな線幅を得るように、マイクロメートルサイズ（直径）のままであり得る。
【００６９】
この実施形態は、装置の抵抗及び導電性フィラメントの幅が、バイアス電圧（Ｖｂｉａｓ）の作用によって制御されることを可能にする。
【００７０】
それは、自由層内の良好な磁化回転整合性及びより良好な製造の単純さも可能にする。
【００７１】
トラップ層は、例えばバイアス電圧（Ｖｂｉａｓ）の作用によるその形状異方性の制御を有するコバルトで作られるフィラメントを含む。従って、印加される電圧が低くなればなるほど、フィラメントは狭くなり、その異方性が大きくなる。この場合、発振器は、ゼロ磁界で得ることができる。
【００７２】
スペーサが非導電性の場合、大きな出力信号が、このように得られた磁気トンネル接合を介してこのような装置で得られる。
【００７３】
しかしながら、スペーサは、金属でありえ、従ってスピンバルブとして機能し得る。
【符号の説明】
【００７４】
１  自由層
２  トラップ層
３  中間層
４  反強磁性層
５  電気接触領域
５’  電気接触領域
６  反強磁性層
１１  導電通路、導電ワイヤ
１２  固体電解質
１３  可溶性電極
１４  トンネル酸化物
１５  可溶性電極
２３  絶縁マトリクス
２４  絶縁マトリクス
２５  導電性フィラメント
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【外国語明細書】
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