(57)【要約】【課題】検出感度を向上可能なマイクロ波検出器及びマイクロ波イメージング装置を提供する。【解決手段】実施形態に係るマイクロ波検出器は、第１積層体及び第１制御部を含む。前記第１積層体は、第１磁性層と、第２磁性層と、前記第１磁性層及び前記第２磁性層の間に設けられた第１非磁性層と、を含む。前記第１制御部は、前記第１磁性層及び前記第２磁性層と電気的に接続され前記第１積層体に電流を供給可能である。前記第１制御部は、前記第１磁性層及び前記第２磁性層との間の第１電気抵抗に応じた値を検出可能である。前記第２磁性層の第２磁化は、前記第１磁性層から前記第２磁性層に向かう第１方向に沿う。マイクロ波に応じて、前記第１電気抵抗に応じた前記値が変化する。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
第１磁性層と、第２磁性層と、前記第１磁性層及び前記第２磁性層の間に設けられた第１非磁性層と、を含む第１積層体と、
前記第１磁性層及び前記第２磁性層と電気的に接続され前記第１積層体に電流を供給可能で、前記第１磁性層及び前記第２磁性層との間の第１電気抵抗に応じた値を検出可能な第１制御部と、
を備え、
前記第２磁性層の第２磁化は、前記第１磁性層から前記第２磁性層に向かう第１方向に沿い、
マイクロ波に応じて、前記第１電気抵抗に応じた前記値が変化する、マイクロ波検出器。
【請求項２】
前記第１積層体に前記マイクロ波が加わらない状態において、前記第１磁性層の前記第１磁化は、前記第１方向に沿う、請求項１記載のマイクロ波検出器。
【請求項３】
前記電流は、直流電流である、請求項１または２に記載のマイクロ波検出器。
【請求項４】
第１磁場発生部をさらに備え、
前記第１磁場発生部から発生する第１磁場は、前記第１積層体に印加され、
前記第１磁場は、前記第１方向に沿う、請求項１〜３のいずれか１つに記載のマイクロ波検出器。
【請求項５】
第１磁場発生部を制御する磁場制御部をさらに備え、
前記磁場制御部は、前記第１磁場の向き及び大きさの少なくともいずれかを変化させる、請求項４記載のマイクロ波検出器。
【請求項６】
第１導電層を含む伝送線路をさらに備え、
前記第１導電層から前記第１磁性層に向かう方向は、前記第１方向に沿い、
前記第１導電層から前記第２磁性層に向かう方向は、前記第１方向に沿う、請求項１〜５のいずれか１つに記載のマイクロ波検出器。
【請求項７】
アンテナと、
前記アンテナで発生する信号を増幅する増幅器と、
をさらに備え、
前記増幅器の出力部は、前記第１導電層と電気的に接続された、請求項６記載のマイクロ波検出器。
【請求項８】
第２積層体と、
第２制御部と、
をさらに備え、
前記第２積層体は、第３磁性層と、第４磁性層と、前記第３磁性層及び前記第４磁性層の間に設けられた第２非磁性層と、を含み、
前記第２制御部は、前記第３磁性層及び前記第４磁性層と電気的に接続され前記第２積層体に電流を供給可能であり、前記第３磁性層及び前記第４磁性層との間の第２電気抵抗に応じた値を検出可能であり、
前記第３磁性層から前記第４磁性層に向かう方向は、前記第１方向に沿い、
前記第４磁性層の第４磁化は、前記第１方向に沿い、
前記マイクロ波に応じて、前記第２電気抵抗に応じた前記値が変化し、
前記第１積層体の第１共鳴周波数は、前記第２積層体の第２共鳴周波数とは異なる、請求項１〜５のいずれか１つに記載のマイクロ波検出器。
【請求項９】
第２積層体をさらに備え、
前記第２積層体は、第３磁性層と、第４磁性層と、前記第３磁性層及び前記第４磁性層の間に設けられた第２非磁性層と、を含み、
前記第１制御部は、前記第３磁性層及び前記第４磁性層と電気的に接続され前記第２積層体に電流をさらに供給可能であり、前記第３磁性層及び前記第４磁性層との間の第２電気抵抗に応じた値をさらに検出可能であり、
前記第３磁性層から前記第４磁性層に向かう方向は、前記第１方向に沿い、
前記第４磁性層の第４磁化は、前記第１方向に沿い、
前記マイクロ波に応じて、前記第２電気抵抗に応じた前記値が変化し、
前記第１積層体の第１共鳴周波数は、前記第２積層体の第２共鳴周波数とは異なる、請求項１〜５のいずれか１つに記載のマイクロ波検出器。
【請求項１０】
第１導電層を含む伝送線路をさらに備え、
前記第１導電層は、第１領域及び第２領域を含み、前記第１領域から前記第２領域に向かう方向は、前記第１方向と交差し、
前記第１領域から前記第１磁性層に向かう方向は、前記第１方向に沿い、
前記第１領域から前記第２磁性層に向かう方向は、前記第１方向に沿い、
前記第２領域から前記第３磁性層に向かう方向は、前記第１方向に沿い、
前記第２領域から前記第４磁性層に向かう方向は、前記第１方向に沿う、請求項８または９に記載のマイクロ波検出器。
【請求項１１】
アンテナと、
前記アンテナで発生する信号を増幅する増幅器と、
をさらに備え、
前記増幅器の出力部は、前記第１導電層と電気的に接続された、請求項１０記載のマイクロ波検出器。
【請求項１２】
請求項１〜１１記載のいずれか１つに記載のマイクロ波検出器を備えた、マイクロ波イメージング装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明の実施形態は、マイクロ波検出器及びマイクロ波イメージング装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
磁気抵抗効果素子を応用したマイクロ波検出器が提案されている。マイクロ波検出器において、検出感度の向上が望まれている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２０１６−０９２７４６号公報
【特許文献２】特許第４９９６１８７号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
本発明の実施形態は、検出感度を向上可能なマイクロ波検出器及びマイクロ波イメージング装置を提供する。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
実施形態に係るマイクロ波検出器は、第１積層体及び第１制御部を含む。前記第１積層体は、第１磁性層と、第２磁性層と、前記第１磁性層及び前記第２磁性層の間に設けられた第１非磁性層と、を含む。前記第１制御部は、前記第１磁性層及び前記第２磁性層と電気的に接続され前記第１積層体に電流を供給可能である。前記第１制御部は、前記第１磁性層及び前記第２磁性層との間の第１電気抵抗に応じた値を検出可能である。前記第２磁性層の第２磁化は、前記第１磁性層から前記第２磁性層に向かう第１方向に沿う。マイクロ波に応じて、前記第１電気抵抗に応じた前記値が変化する。
【図面の簡単な説明】
【０００６】
【図１】第１の実施形態に係るマイクロ波検出器の基本構成を示す図。
【図２】第２の実施形態に係るマイクロ波検出器の基本構成を示す図。
【図３】第３の実施形態に係るマイクロ波検出器の基本構成を示す図。
【図４】第３の実施形態に係るマイクロ波検出器に制御機構をさらに備えた図。
【図５】第４の実施形態に係るマイクロ波検出器の基本構成を示す図。
【図６】マイクロ波イメージング装置の模式図。
【図７】第５の実施形態に係るマイクロ波検出器を例示する模式図である。
【図８】第５の実施形態に係るマイクロ波検出器の特性を例示する模式図である。
【図９】図９（ａ）及び図９（ｂ）は、第５の実施形態に係るマイクロ波検出器を例示する模式的断面図である。
【図１０】図１０（ａ）及び図１０（ｂ）は、第５の実施形態に係る別のマイクロ波検出器を例示する模式的断面図である。
【図１１】図１１（ａ）及び図１１（ｂ）は、第５の実施形態に係る別のマイクロ波検出器を例示する模式的断面図である。
【図１２】図１２（ａ）及び図１２（ｂ）は、第５の実施形態に係る別のマイクロ波検出器を例示する模式的断面図である。
【図１３】第５の実施形態に係る別のマイクロ波検出器を例示する模式図である。
【図１４】第５の実施形態に係る別のマイクロ波検出器を例示する模式図である。
【図１５】図１５（ａ）〜図１５（ｃ）は、第５の実施形態に係る別のマイクロ波検出器を例示する模式的断面図である。
【図１６】図１６（ａ）及び図１６（ｂ）は、第５の実施形態に係る別のマイクロ波検出器を例示する模式的断面図である。
【図１７】図１７（ａ）〜図１７（ｃ）は、第５の実施形態に係る別のマイクロ波検出器を例示する模式的断面図である。
【図１８】第６の実施形態に係るマイクロ波検出器を例示する模式図である。
【図１９】第６の実施形態に係る別のマイクロ波検出器を例示する模式図である。
【図２０】第６の実施形態に係る別のマイクロ波検出器を例示する模式図である。
【図２１】第６の実施形態に係る別のマイクロ波検出器を例示する模式図である。
【図２２】第７の実施形態に係るマイクロ波イメージング装置を例示する模式図である。
【発明を実施するための形態】
【０００７】
以下図面を参照して、本発明の実施形態を説明する。同じ符号が付されているものは、互いに対応するものを示す。なお、図面は模式的または概念的なものであり、各部分の厚さと幅との関係、部分間の大きさの比などは、必ずしも現実のものと同一とは限らない。また、同じ部分を表す場合であっても、図面により互いの寸法や比が異なって表される場合もある。
【０００８】
（第１の実施形態）  
図１は、第１の実施形態に係るマイクロ波検出器である。
【０００９】
この実施形態に係るマイクロ波検出器では、マイクロ波を検出する。
【００１０】
第１の実施形態に係るマイクロ波検出器は、第１電極１と第２電極２とを備え、第１電極１及び第２電極２の間には、磁化の向きが可変で面直方向を向く第１磁性層３と、非磁性層５と、磁化の向きが固定で面直方向を向く第２磁性層４とがこの順に積層されている。すなわち、第２電極２及び第１磁性層３の間には、磁化の向きが固定な第２磁性層４が設けられている。また、第１磁性層３及び第２磁性層４の間には非磁性層５が設けられている。
【００１１】
この実施形態では、第１磁性層３側（例えば紙面下側）から第２磁性層４側（例えば紙面上側）に向かう方向を第１方向（＋z軸方向または−ｚ軸方向）、第１方向と交差（例えば直交）する方向を第２方向（＋ｘ軸方向または−ｘ軸方向または＋ｙ軸方向または−ｙ軸方向）、第１方向および第２方向と交差する方向を第３方向という。
【００１２】
また、第１電極１、第２電極２、第１磁性層３、第２磁性層４、及び非磁性層５は、第２方向および第３方向において、同程度の長さであることが好ましい。
【００１３】
尚、ここでは磁化の向きが可変である第１磁性層３と、磁化の向きが実質的に固定された第２磁性層４と、第１磁性層３及び第２磁性層４の間の非磁性層５と、を合わせてＭＴＪ（Ｍａｇｎｅｔｉｃ Ｔｕｎｎｅｌ Ｊｕｎｃｔｉｏｎ）素子と呼ぶ。
【００１４】
図１に示す電源６はＭＴＪ素子内に直流電流を印加する。この電源６の一端は第１ワイヤー７を介して、第１電極１に接続されている。また、電源６の他端は第２ワイヤー８を介して第２電極２に接続されている。また、第１ワイヤー７は、第１グランド１５にも接続されている。
【００１５】
また、この実施形態に係るマイクロ波検出器は直流電流を印加して抵抗変化を検出する検出計９を備えている。この検出計９は、例えば、電圧計である。この電圧計（検出計９）は、第１ワイヤー７及び第２ワイヤー８との間の電位差を検出する。この検出計９は、マイクロ波磁場によりＭＴＪ素子内に励起された磁化の歳差運動を直流電圧の変化として検出することが可能である。
【００１６】
この実施形態においては、上記ＭＴＪ素子の第１磁性層３には、大きなＭＲ効果が得られ、特にマイクロ波を印加しない状態でも磁化が第１方向（面直方向ともいう）を向くように構成された磁性膜を用いる。この実施形態に係るマイクロ波検出器では、マイクロ波磁場により第１磁性層３磁化の歳差運動を励起し、その振幅の変化をＭＲ効果による抵抗変化として検出する。このため、第１磁性層３のギルバートのダンピング定数（α）はなるべく小さい方が好ましい。αが小さい材料としては、ＦｅＢ等がある。
【００１７】
また、第２磁性層４には、保磁力の大きな垂直磁化膜を用いている。ここでは垂直磁化とは、磁化の方向がほぼ上記面直方向を向いていることを指す。例えば、Ｃｏ/ＰｔやＣｏ/Ｐｄ系多層膜等を用いることが出来る。また、第２磁性層４には、反強磁性膜を積層した構造を用いても良い。更に、第２磁性層４から第１磁性層３への漏れ磁場を調整するためにＲｕ膜を２つの強磁性層で挟んだ構造の人工反強磁性膜を用いてもよい。
【００１８】
非磁性層５には、Ｃｕ、Ａｇ等の非磁性金属やＭｇＯ、Ａｌ２Ｏ３等の絶縁体を用いることが可能である。特に、ＭｇＯを用いた場合は大きなＭＲ効果を得ることが可能である。さらに、非磁性層５と第２磁性層４との間にＣｏＦｅ膜、またはＣｏＦｅＢ膜等を挟み、更に、それらの膜と第２磁性層４との間に、非常に薄いＴａ膜、またはＷ膜を挟むことで、大きなＭＲ比を得ることが可能である。
【００１９】
一般に、マイクロ波検出器は、ＭＴＪ素子内にマイクロ波電流を印加することで発生するスピントルクによる第１磁性層３磁化が励起されることを利用する。
【００２０】
これに対し、この実施形態に係るＭＴＪ素子は、マイクロ波磁場により、上記面直方向に向いた第１磁性層３磁化の歳差運動が励起される。
【００２１】
すなわち、この実施形態においては、ＭＴＪ素子内にマイクロ波電流を印加して、面内に異方性がない理想的な場合には、磁化軌道は円軌道となる。ここで、面内とは、磁化の方向が面直方向にほぼ直交した方向を向いていることを指す。
【００２２】
また、第２磁性層４磁化が面直方向を向いているため、ＭＲ効果による抵抗変化（第１磁性層３磁化と第２磁性層４磁化の相対角度が変化することによる抵抗変化）の、磁化振動周波数で変化する高周波成分は大きくなく、第１磁性層３の磁化振動の振幅の変化が直接、ＭＴＪ素子抵抗の直流成分の変化になる。
【００２３】
以下に一例として、この実施形態に係るマイクロ波検出器についてシミュレーションを行った結果を示す。
【００２４】
計算したモデルのＭＴＪ素子は、直径１００ｎｍの円柱状とし、第１磁性層３/非磁性層５/第２磁性層４の膜厚はそれぞれ３ｎｍ/２ｎｍ/５ｎｍとした。第１磁性層３のＭｓ（飽和磁化）は１２００ｅｍｕ/ｃｃ、また、第２磁性層４は人工反強磁性膜を想定して１００ｅｍｕ/ｃｃとし、第１磁性層３の垂直磁気異方性磁場は、１３０００Ｏｅとして、第２磁性層４磁化は、第１方向に平行な＋z軸方向に固定した。
【００２５】
ここでの＋は、上側を示している。また、ギルバートのダンピング定数αは０．０２とした。
【００２６】
第１磁性層３磁化の初期条件を＋z軸方向から５°ずらして、外部磁場をゼロとして緩和させると第１磁性層３磁化は、＋z軸方向を向いて安定化し、マイクロ波磁場を印加しない場合、磁化が面直方向を向くＭＴＪ素子となっている。
【００２７】
このモデルのＭＴＪ素子に、マイクロ波磁場の振幅を１．５Ｏｅ、周波数を１．４５ＧＨｚとし、５ｎｓから印加した。マイクロ波磁場の印加により第１磁性層３磁化がz軸を中心に歳差運動する。これに伴い、第１磁性層３の平均磁化のz成分Ｍｚが、マイクロ波磁場印加前０．９９９から印加後には０．９８８に減少する。仮に、ＭＴＪ素子抵抗１
ｋΩ(ＲＡ：約８Ωμｍ２)でＭＲ比１００％を仮定すると、抵抗変化量は約５．５Ωとなり、ＭＴＪ素子に印加する電流を０．１６ｍＡ(電圧：１６０ｍＶ)とすると、０．８８ｍＶの電圧変化として検出することができる。
【００２８】
一般に、ＭＴＪ素子を用いたマイクロ波検出器において、更に高感度化するためには、ＭＴＪ素子サイズを小さくする必要がある。しかし、単純に素子サイズを小さくするとＭＴＪ素子抵抗が増大し、インピーダンスミスマッチによるマイクロ波電流の注入ロスが増大してしまうことがある。これを解決するためには、低ＲＡで高ＭＲ比のＭＴＪ素子の開発が必要であるが、高ＭＲ比を維持しながら低ＲＡ化をすることは容易ではない。この実施形態に係るマイクロ波検出器では、ＭＴＪ素子内にマイクロ波電流を流す必要がない。このために、インピーダンスミスマッチによる課題を回避することが可能であり、抵抗の高いＭＴＪ素子を用いることが可能となる。つまり、高ＭＲ比を実現できる高ＲＡのＭＴＪ素子を用いることが可能であり、高感度なマイクロ波検出器を実現できる。
【００２９】
また、第１磁性層３が磁化の向きが面直方向に向いている垂直磁化膜を用いてもよい。第１磁性層３の垂直磁化膜には、薄いＣｏＦｅＢやＣｏＰｔ多層膜等を用いることが出来る。その場合は、容易に第１磁性層３磁化を面直方向に向けることが可能となる。さらに、第１磁性層３と第２磁性層４の磁化配置は反平行配置でも良い。
【００３０】
（第２の実施形態）
ここでは第１の実施形態と異なる点を中心に説明する。
【００３１】
図２は第２の実施形態に係るマイクロ波検出器である。
【００３２】
第２の実施形態に係るマイクロ波検出器は、磁場印加機構１０をさらに備えている。
【００３３】
磁場印加機構１０とは、ＭＴＪ素子の第１磁性層３の磁化の向きを面直に向けるため、直流磁場を印加する機構である。直流磁場を印加するため、第１磁性層３に垂直磁化膜だけでなく面内磁化膜を用いてもよい。
【００３４】
図２の例においてはこの実施形態に係るマイクロ波検出器は、ＭＴＪ素子を挟むような形で一対の励磁コイルを配置して、この励磁コイルに直流励磁回路から通電することにより、直流磁場を印加する。
【００３５】
このように直流磁場を印加する磁場印加機構１０を備えることで、共鳴周波数の調整が容易になる。それにより、異なる周波数のマイクロ波を１つのマイクロ波検出器で高感度に検出することが可能となる。また、第１磁性層３磁化がマイクロ波により励起されると磁化反転するのと同様に、磁化の向きとは反対方向に磁場を印加して動作させることで、マイクロ波が印加されると磁化反転が起こる。これにより、非常に大きな電圧変化が得られるマイクロ波検出器となる。但し、一度磁化反転が起こると自然には磁化の向きは元に戻らないため、磁化の向きを元に戻すための操作（スピン注入や磁場印加）を行う必要がある。
【００３６】
尚、図２の例によらず、磁場印加機構１０は一対ではなく、どちらか一方に備えればよい。また、ＭＴＪ素子を挟むような形で配置した永久磁石を用いて直流磁場を印加してもよい。
【００３７】
また、磁場印加機構１０として、第２磁性層４の漏れ磁場を用いても、励磁コイルや永久磁石同様に、ＭＴＪ素子の第１磁性層３の磁化の向きを面直に向けることができる。
【００３８】
また、図３に示すように、磁場印加機構１０を制御する制御機構１７を備えてもよい。制御機構１７は磁場印加機構１０と電源６に接続され、直流電流を制御するか励磁コイルまたは永久磁石の位置を制御する。
【００３９】
（第３の実施形態）
ここでは第１の実施形態に係るマイクロ波検出器とは異なる点を中心に説明する。
【００４０】
図４は、第３の実施形態に係るマイクロ波検出器を示している。
【００４１】
第１の実施形態に係るマイクロ波検出器においては、さらに高感度を達成するためには、同じ電力のマイクロ波でなるべく大きなマイクロ波磁場を第１磁性層３に印加する必要がある。そのためマイクロ波を伝送する伝送線路１２をＭＴＪ素子下に形成し、信号線を素子サイズと同程度の線幅まで細く加工する。それにより、なるべく大きいマイクロ波磁場をＭＴＪ素子に印加することができる。
【００４２】
この実施形態に係るマイクロ波検出器は、第１電極１の代わりにマイクロ波入力端子１１と伝送線路１２を備えている。
【００４３】
この実施形態においては、図４に示すように、伝送線路１２は第２方向において３つに分かれた三つ又形状をしている。その３つに分かれた伝送線路１２の中央の一端にマイクロ波入力端子１１が接続される。また、上記中央の伝送線路１２を挟むように構成された２つの伝送線路１２の一端はそれぞれ第２グランド１６に接続されている。また、伝送線路１２の他端は第１ワイヤー７に接続される。また、マイクロ波入力端子１１と第１ワイヤー７の間に上記ＭＴＪ素子が設けられている。なお、３つに分かれた伝送線路１２においてそれぞれの幅は、ＭＴＪ素子サイズと同程度まで細いことが望ましい。なお、伝送線路１２は、例えばコプレーナ線路である。コプレーナ線路は、集積回路内で使用される誘電体基板の片側表面に導体膜がプリントされた平面伝送線路である。
【００４４】
以下にこの実施形態に係るマイクロ波検出器を用いてシミュレーションを行った結果を示す。
【００４５】
伝送線路１２のシグナルラインの線幅を１００ｎｍ、厚さを５０ｎｍとして、１０ｎＷのマイクロ波を入力した場合、伝送線路１２のインピーダンスが５０Ωで損失が小さいとして無視し、ビオサバールの法則から見積もると、伝送線路１２から５ｎｍ離れた、直径１００ｎｍ、厚さ３ｎｍの第１磁性層３には、約０．７５Ｏｅのマイクロ波磁場が印加される。
【００４６】
更に、ＭＴＪ素子からの距離が、マイクロ波の波長より十分短い所で伝送線路をショートさせることにより、２倍の約１．５Ｏｅのマイクロ波磁場を発生させることが出来る。これにより１０ｎＷのマイクロ波を入力することで、第１磁性層３の磁化を励起する。これにより、磁化振動を励起することが可能になる。
【００４７】
この実施形態においては、上記素子モデルの仮定とシミュレーションの結果より、約５．５Ωの抵抗変化を起こすことが可能で、電圧変化は、約０．８８ｍＶとなり、感度は０．８８ｍＶ／１０ｎＷ＝８８０００Ｖ／Ｗとスピントルクダイオード効果を用いた素子と同程度かそれ以上の感度を達成できる。
【００４８】
なお、上記図４の例によらず、ＭＴＪ素子上に伝送線路１２を備えてもよい。
【００４９】
（第４の実施形態）
第１〜３の実施形態に係るマイクロ波検出器と異なる点を説明する。
【００５０】
図５は、第４の実施形態に係るマイクロ波検出器を示している。
【００５１】
第４の実施形態に係るマイクロ波検出器は、空間中のマイクロ波を受信するアンテナ１３とアンテナ１３からのマイクロ波電流を増幅する低雑音増幅器１４をさらに備える。
【００５２】
アンテナ１３は、低雑音増幅器１４に接続されており、低雑音増幅器１４は伝送線路１２に接続されている。
【００５３】
アンテナ１３は空間の電磁波を受信し電気信号変換するために設けられている。
【００５４】
低雑音増幅器１４はパワーの小さなマイクロ波を、ノイズを低くおさえて、増幅する。つまり検出感度を向上させることができるために、低雑音増幅器１４は設けられる。
【００５５】
アンテナ１３と低雑音増幅器１４を備えることで、空間中のマイクロ波も効率よく検出することが可能となる。
【００５６】
（適応例）  
共鳴周波数が異なるこの実施形態に係るマイクロ波検出器を、伝送線路１２上にアレイ状に配置することで、周波数も検出可能となるマイクロ波検出器に応用できる。また、このマイクロ波検出器は、図６に示すようなマイクロ波発生装置で発生させたマイクロ波を測定する測定物に照射して、その反射波を検出することでイメージ画像化が可能なマイクロ波イメージング装置にも応用することができる。
【００５７】
図４に例示した構成において、例えば、伝送線路１２に含まれる３つの部分の１つにマイクロ波入力端子１１が接続されている。伝送線路１２に含まれる３つの部分の２つが、第２グランド１６に接続されている。例えば、３つの部分の上記の１つと、３つの部分の上記の２つが、ショートされる。ショートの位置と、ＭＴＪ素子と、の間の距離は、マイクロ波の波長よりも十分に短い。このような構成において、マイクロ波の反射を利用することにより、ショートさせな場合のマイクロ波磁場の２倍の約１．５Ｏｅのマイクロ波磁場を発生させることが出来る。そこで、シミュレーションでは１．５Ｏｅのマイクロ波磁場を印加したときの磁化ダイナミクスが計算される。
【００５８】
図４に関して説明したシミュレーションにおいて、シミュレーションのモデルの素子は、直径が１００ｎｍのピラーである。フリー層／非磁性層／ピン層のそれぞれの厚さは、３ｎｍ／２ｎｍ／５ｎｍである。フリー層のＭｓは、１２００ｅｍｕ／ｃｃである。ピン層として、人工反強磁性膜が想定される。ピン層のＭｓは、１００ｅｍｕ／ｃｃである。フリー層の垂直磁気異方性は、１３０００Ｏｅである。ピン層の磁化は、＋z軸方向に固定される。ピン層のダンピング定数αは、０．０２である。シミュレーションモデルにおいては、このような素子に、振幅が１．５Ｏｅで、周波数が１．４５ＧＨｚのマイクロ波磁場が印加される。マイクロ波磁場の印加により、フリー層磁化がＺ軸を中心に歳差運動する。フリー層の平均磁化のＺ成分を成分Ｍｚとする。マイクロ波磁場印加の前の成分Ｍｚは０．９９９である。上記の歳差運動に伴って、マイクロ波磁場印加の後において、成分Ｍｚは、０．９８８に減少する。素子抵抗が１ｋΩで、ＭＲ比が１００％である場合、電気抵抗の変化は、約５．５Ωとなる。素子に供給する電流を０．１６ｍＡとする（電圧は１６０ｍＶ）。このとき、０．８８ｍＶの電圧の変化が生じる。この電圧の変化を検出することで、検出対象のマイクロ波を検出できる。
【００５９】
（第５の実施形態）  
図７は、第５の実施形態に係るマイクロ波検出器を例示する模式図である。  
図７に示すように、第５の実施形態に係るマイクロ波検出器１１０は、第１積層体３０Ａ及び第１制御部４０Ａを含む。第１制御部４０Ａは、例えば、第１電流供給部４１Ａ及び第１検出部４２Ａを含む。
【００６０】
第１積層体３０Ａは、第１磁性層２１、第２磁性層２２及び第１非磁性層２１ｎを含む。第１非磁性層２１ｎは、第１磁性層２１及び第２磁性層２２の間に設けられる。
【００６１】
第１磁性層２１から第２磁性層２２に向かう方向を第１方向Ｄ１とする。
【００６２】
第１方向Ｄ１をＺ軸方向とする。Ｚ軸方向に対して垂直な１つの方向をＸ軸方向とする。Ｚ軸方向及びＸ軸方向に対して垂直な方向をＹ軸方向とする。
【００６３】
この例では、第１積層体３０Ａは、第１電極３１及び第２電極３２をさらに含む。第１電極３１と第２電極３２との間に第１磁性層２１が位置する。第１磁性層２１と第２電極３２との間に第２磁性層２２が位置する。第１電極３１は、第１磁性層２１と電気的に接続される。第２電極３２は、第２磁性層２２と電気的に接続される。
【００６４】
第１電流供給部４１Ａは、第１磁性層２１及び第２磁性層２２と電気的に接続される。この例では、第１配線４８ａ及び第２配線４８ｂが設けられる。第１配線４８ａの一端は、第１電流供給部４１Ａの一端と電気的に接続される。第１配線４８ａの他端は、第１電極３１を介して、第１磁性層２１と電気的に接続される。第２配線４８ｂの一端は、第１電流供給部４１Ａの他端と電気的に接続される。第２配線４８ｂの他端は、第２電極３２を介して第２磁性層２２と電気的に接続される。
【００６５】
第１電流供給部４１Ａは、第１積層体３０Ａに電流Ｉ１を供給可能である。電流Ｉ１は、第１積層体３０Ａを、第１磁性層２１から第２磁性層２２に向かって流れる。または、電流Ｉ１は、第１積層体３０Ａを、第２磁性層２２から第１磁性層２１に向かって流れる。
【００６６】
第１検出部４２Ａは、第１磁性層２１及び第２磁性層２２と電気的に接続される。例えば、第１配線４８ａの端が、第１検出部４２Ａの一端と電気的に接続される。例えば、第２配線４８ｂの端が、第１検出部４２Ａの他端と電気的に接続される。
【００６７】
第１電流供給部４１Ａの一端、及び、第１検出部４２Ａの一端は、固定電位４５（例えば接地電位）に設定される。
【００６８】
第１電流供給部４１Ａは、例えば、電源である。第１検出部４２Ａは、例えば、電圧計である。このように、第１制御部４０Ａは、電圧計を含んでも良い。第１電流供給部４１Ａ及び第１検出部４２Ａは、例えば、並列に接続される。
【００６９】
第１検出部４２Ａは、例えば、第１磁性層２１及び第２磁性層２２との間の第１電気抵抗に応じた値（例えば電流、電圧及び抵抗の少なくともいずれか）を検出可能である。
【００７０】
第１積層体３０Ａに、マイクロ波５０が加わる。マイクロ波５０は、検出対象である。マイクロ波検出器１１０は、マイクロ波５０を検出する。実施形態において、マイクロ波の周波数は、１００ＭＨｚ以上１００ＧＨｚ以下である。
【００７１】
マイクロ波５０に応じて、第１電気抵抗に応じた上記の値（例えば電流、電圧及び抵抗の少なくともいずれか）が変化する。この値の変化が、第１検出部４２Ａにおいて検出される。
【００７２】
図８は、第５の実施形態に係るマイクロ波検出器の特性を例示する模式図である。  
図８の横軸は、第１積層体３０Ａに加わるマイクロ波５０の強度Ｐｍｗ（任意単位）である。図８の縦軸は、第１積層体３０Ａの電気抵抗Ｒ０（任意単位）である。電気抵抗Ｒ０の変化は、第１磁性層２１及び第２磁性層２２との間の第１電気抵抗の変化に対応する。
【００７３】
この例では、図８に示すように、マイクロ波５０の強度Ｐｍｗが高いと、電気抵抗Ｒ０は高い。
【００７４】
例えば、第１状態ＳＴ１において、第１積層体３０Ａに加わるマイクロ波５０の強度Ｐｍｗが低い、または、第１積層体３０Ａにマイクロ波５０が加わらない。一方、第２状態ＳＴ２においては、第１積層体３０Ａに加わるマイクロ波５０の強度Ｐｍｗは、第１状態ＳＴ１におけるマイクロ波５０の強度Ｐｍｗよりも高い。
【００７５】
第１状態ＳＴ１のときの電気抵抗Ｒ０は、第１状態電気抵抗Ｒ１１である。第２状態ＳＴ２のときの電気抵抗Ｒ０は、第２状態電気抵抗Ｒ１２である。この例では、第２状態電気抵抗Ｒ１２は、第１状態電気抵抗Ｒ１１よりも高い。
【００７６】
このように、マイクロ波５０に応じて、電気抵抗Ｒ０が変化する。すなわち、マイクロ波５０に応じて、第１電気抵抗に応じた値が変化する。この値の変化が、第１検出部４２Ａにおいて検出される。
【００７７】
第１電気抵抗の変化は、例えば、第１積層体３０Ａに含まれる磁性層の磁化がマイクロ波５０に応じて変化するためだと考えられる。以下、磁性層における磁化の例について説明する。
【００７８】
図９（ａ）及び図９（ｂ）は、第５の実施形態に係るマイクロ波検出器を例示する模式的断面図である。  
図９（ａ）は、第１積層体３０Ａにマイクロ波５０が加わっていない状態（第１状態ＳＴ１）に対応する。図９（ｂ）は、第１積層体３０Ａにマイクロ波５０が加わっている状態（第２状態ＳＴ２）に対応する。
【００７９】
図９（ａ）及び図９（ｂ）に示すように、第１状態ＳＴ１及び第２状態ＳＴ２において、第２磁性層２２の第２磁化２２Ｍは、第１方向Ｄ１（第１磁性層２１から第２磁性層２２に向かうＺ軸方向）に沿っている。第２磁化２２Ｍの方向は、第１積層体３０Ａに外部磁場（例えば、検出対象のマイクロ波５０を含む）が加わったときにも、変化しない。第２磁化２２Ｍは、Ｚ軸方向に沿って固定されている。
【００８０】
一方、第１磁性層２１の第１磁化２１Ｍは、例えば、マイクロ波５０に応じて変化する。例えば、図９（ａ）に示すように、第１状態ＳＴ１において、第１磁化２１Ｍは、第１方向Ｄ１に沿っている。この例では、第１磁化２１Ｍと第２磁化２２Ｍとの間の角度は、小さく、例えば、実質的に零である。このため、第１状態ＳＴ１における第１電気抵抗は、低い。
【００８１】
図９（ｂ）に示すように、マイクロ波５０の強度Ｐｍｗが高い第２状態ＳＴ２においては、第１磁化２１Ｍは、例えば、歳差運動する。歳差運動は、第１電流供給部４１Ａから第１積層体３０Ａに供給された電流Ｉ１と、マイクロ波５０と、に起因する。電流Ｉ１は、例えば、実質的に直流電流である。
【００８２】
第２状態ＳＴ２において、上記の歳差運動により、第１磁化２１Ｍと第２磁化２２Ｍとの間の角度は、第１状態ＳＴ１に比べて大きくなる。このため、第２状態ＳＴ２における第１電気抵抗は、第２状態ＳＴ２における第１電気抵抗よりも高くなる。
【００８３】
このような第１電気抵抗の変化は、例えばＭＲ効果に基づく。上記の例では、第１電気抵抗は、例えば、直流成分と、交流成分と、を有する。交流成分の周波数は、例えば、マイクロ波５０の周波数に応じていても良い。例えば、第１電気抵抗の直流成分が取り出される。例えば、第１検出部４２Ａは、直流成分の変化により、マイクロ波５０を検出しても良い。図８に例示した特性において、電気抵抗Ｒ０は、例えば、直流成分に対応する。
【００８４】
このように、実施形態に係るマイクロ波検出器１１０においては、第２磁性層２２の第２磁化２２Ｍは、第１方向Ｄ１（Ｚ軸方向）に沿っている。例えば、第２磁性層２２は、垂直磁化膜である。例えば、第１積層体３０Ａにマイクロ波５０が加わらない状態（例えば第１状態ＳＴ１）において、第１磁性層２１の第１磁化２１Ｍは、第１方向Ｄ１に沿う。第１積層体３０Ａに加わるマイクロ波５０に応じて、第１電気抵抗が変化する。
【００８５】
一方、第２磁性層２２の第２磁化２２Ｍが、第１状態ＳＴ１及び第２状態ＳＴ２において、第１方向Ｄ１に対して実質的に垂直である参考例がある。この参考例においては、第２磁性層２２は、面内磁化膜である。この参考例においては、例えば、積層体にマイクロ波電流が注入される。スピントルクにより、磁化の振動が励起される。スピントルクダイオード効果により生じる電圧を検出することにより、マイクロ波５０を検出する。スピントルクダイオード効果においては、積層体の抵抗が、マイクロ波電流と同じ周波数で変化することで、直流電圧が生じる。
【００８６】
これに対して、実施形態においては、第２磁性層２２の第２磁化２２Ｍは、第１方向Ｄ１（Ｚ軸方向）に沿っている。マイクロ波５０により、第２磁化２２Ｍが励起される。第１積層体５０Ａの抵抗の直流成分が変化する。これにより、マイクロ波５０を高い感度で検出できる。実施形態によれば、検出感度を向上可能なマイクロ波検出器が提供できる。実施形態においては、高周波での抵抗変化が非常に小さいため、ミキシングノイズが非常に小さい。
【００８７】
一般に、高感度であるため、マイクロ波５０を検出する際には、スピントルクダイオード効果を用いる発想を採用することが多い。このため、第２磁性層２２として、面内磁化膜を用いる。これに対して、本実施形態においては、スピントルクダイオード効果を用いる発想ではなく、マイクロ波磁場による磁場振動励起を利用し、磁場振動励起の状態を、例えば、ＭＲ効果を介した抵抗の直流成分の変化として検出する発想を採用する。
【００８８】
実施形態においては、マイクロ波磁場で励起された磁化の振幅の増加が、抵抗の直流成分の変化に効率的に寄与するＭＲ素子構造が採用される。この構成においては、高周波での抵抗変化は生じ難い。この構成においては、スピントルクダイオード効果による電圧変化が実質的に生じない。このため、このような構成を採用することは一般的ではない。実施形態においては、あえてこの素子に着目する。
【００８９】
実施形態においては、スピントルクダイオード効果を用いないため、ＭＲ素子にマイクロ波電流を供給しなくても良い。これにより、素子に含まれる膜の面積抵抗（単位面積当たりの抵抗）を大きくすることができる。面積抵抗の大きな膜においては、大きなＭＲ効果が得られる。このため高ＭＲ比のＭＲ素子を用いることが可能となり、スピントルクダイオード効果がなくても、高い感度が得られる。
【００９０】
一方、スピントルクダイオード効果を用いて高い感度を得ようとすると、素子の微細化が必要になる。その際の素子抵抗の増加が、大きな課題になる。抵抗が高くなると、インピーダンスミスマッチによりマイクロ波が反射し、素子に印加されるマイクロ波電流が減少してしまう。マイクロ波の反射を抑制するために面積抵抗を下げると、結果として、高いＭＲ比を得ることが困難になる。
【００９１】
実施形態において、第１電流供給部４１Ａから第１積層体３０Ａに供給される電流Ｉ１は、例えば、直流である。実施形態において、電流Ｉ１は、ノイズ（例えば振動成分）を含んでも良い。実施形態において、ノイズの振幅の１／２は、電流Ｉ１の直流成分の大きさの１０％以下である。実施形態において、ノイズの振幅の１／２は、電流Ｉ１の直流成分の大きさの５％以下でも良い。実施形態において、ノイズの振幅の１／２は、電流Ｉ１の直流成分の大きさの２％以下でも良い。
【００９２】
上記のように、第１磁性層２１の第１磁化２１Ｍの向きは、第１状態ＳＴ１において、第１方向Ｄ１に沿っている。第２状態ＳＴ２において、第１磁化２１Ｍの向きは、第１状態ＳＴ１の向きとは異なる。１つの例において、第１磁性層２１は、垂直磁化膜を含む。これにより、第１磁性層２１の第１磁化２１Ｍの向きは、第１状態ＳＴ１において、第１方向Ｄ１に沿う。別の例において、第１磁性層２１は、面内磁化膜を含んでも良い。この場合、例えば、後述する磁場印加部などにより、面内磁化膜を含む第１磁性層２１の第１磁化２１Ｍが、第１状態ＳＴ１において第１方向Ｄ１に沿う。
【００９３】
図８に例示した特性において、強度Ｐｍｗの変化に対して、急激に電気抵抗Ｒ０が変化する場合があっても良い。電気抵抗Ｒ０の急激な変化は、例えば、第１磁性層２１の第１磁化２１Ｍの反転に対応する。
【００９４】
図９（ａ）及び図９（ｂ）に示すように、１つの例（マイクロ波検出器１１０）においては、第２磁化２２Ｍの向きは、第１磁性層２１から第２磁性層２２に向かう。第１状態ＳＴ１において、第１磁化２１Ｍの向きも、第１磁性層２１から第２磁性層２２に向かう。
【００９５】
以下、第１積層体３０Ａにおける磁化のいくつかの例について説明する。
【００９６】
図１０（ａ）及び図１０（ｂ）は、第５の実施形態に係る別のマイクロ波検出器を例示する模式的断面図である。  
図１０（ａ）及び図１０（ｂ）は、第１状態ＳＴ１及び第２状態ＳＴ２にそれぞれ対応する。マイクロ波検出器１１０ａにおいては、第２磁化２２Ｍの向きは、第２磁性層２２から第１磁性層２１に向かう。第１状態ＳＴ１において、第１磁化２１Ｍの向きは、第１磁性層２１から第２磁性層２２に向かう。
【００９７】
図１１（ａ）及び図１１（ｂ）は、第５の実施形態に係る別のマイクロ波検出器を例示する模式的断面図である。  
図１１（ａ）及び図１１（ｂ）は、第１状態ＳＴ１及び第２状態ＳＴ２にそれぞれ対応する。マイクロ波検出器１１０ｂにおいては、第２磁化２２Ｍの向きは、第１磁性層２１から第２磁性層２２に向かう。第１状態ＳＴ１において、第１磁化２１Ｍの向きは、第２磁性層２２から第１磁性層２１に向かう。
【００９８】
図１２（ａ）及び図１２（ｂ）は、第５の実施形態に係る別のマイクロ波検出器を例示する模式的断面図である。  
図１２（ａ）及び図１２（ｂ）は、第１状態ＳＴ１及び第２状態ＳＴ２にそれぞれ対応する。マイクロ波検出器１１０ｃにおいては、第２磁化２２Ｍの向きは、第２磁性層２２から第１磁性層２１に向かう。第１状態ＳＴ１において、第１磁化２１Ｍの向きも、第２磁性層２２から第１磁性層２１に向かう。
【００９９】
マイクロ波検出器１１０ｃにおいては、マイクロ波５０の強度Ｐｍｗが高いと、電気抵抗Ｒ０は高い。マイクロ波検出器１１０ａ及び１１０ｂにおいては、マイクロ波５０の強度Ｐｍｗが高いと、電気抵抗Ｒ０は低い。
【０１００】
第１状態ＳＴ１における第１磁化２１Ｍと、第２磁化２２Ｍと、の関係により、電気抵抗Ｒ０の変化の挙動が変化する。
【０１０１】
第１非磁性層２１ｎは、例えば、絶縁性材料を含んでも良い。例えば、第１非磁性層２１ｎは、ＭｇＯ及びＡｌ２Ｏ３からなる群から選択された少なくとも１つを含む。この場合、第１積層体３０Ａは、ＴＭＲ素子として機能しても良い。
【０１０２】
第１非磁性層２１ｎは、例えば、導電性材料を含んでも良い。例えば、第１非磁性層２１ｎは、Ｃｕ及びＡｇからなる群から選択された少なくとも１つを含む。この場合、第１積層体３０Ａは、ＭＲ素子として機能しても良い。
【０１０３】
図１３は、第５の実施形態に係る別のマイクロ波検出器を例示する模式図である。  
図１３に示すように、マイクロ波検出器１１１は、第１積層体３０Ａ及び第１制御部４０Ａに加えて、第１磁場発生部４７ａを含む。この例では、第２磁場発生部４７ｂがさらに設けられている。マイクロ波検出器１１１におけるこれ以外の構成は、例えば、マイクロ波検出器１１０（及び１１０ａ〜１１１ｃ）と同様でも良い。
【０１０４】
第１磁場発生部４７ａは、例えば、コイルである。例えば、第１磁場発生部４７ａに電流Ｊ１が供給される。これにより、第１磁場発生部４７ａから、第１磁場Ｈ１が発生する。
【０１０５】
第１磁場発生部４７ａから発生する第１磁場Ｈ１は、第１積層体３０Ａに印加される。第１積層体３０Ａの少なくとも一部の位置において、第１磁場Ｈ１は、第１方向Ｄ１に沿う成分を有する。例えば、第１磁場Ｈ１により、第１状態ＳＴ１において、第１磁性層２１の第１磁化２１Ｍが、第１方向Ｄ１に沿い易くなる。
【０１０６】
この例では、第２磁場発生部４７ｂがさらに設けられている。第１積層体３０Ａの第１方向Ｄ１における位置は、第１磁場発生部４７ａの第１方向Ｄ１における位置と、第２磁場発生部４７ｂの第１方向Ｄ１における位置と、の間にある。例えば、第１方向Ｄ１において、第１磁場発生部４７ａと第２磁場発生部４７ｂとの間に、第１積層体３０Ａが位置する。
【０１０７】
第２磁場発生部４７ｂは、例えば、コイルである。例えば、第２磁場発生部４７ｂに電流Ｊ２が供給される。これにより、第２磁場発生部４７ｂから、第２磁場Ｈ２が発生する。
【０１０８】
第２磁場発生部４７ｂから発生する第２磁場Ｈ２は、第１積層体３０Ａに印加される。第１積層体３０Ａの少なくとも一部の位置において、第２磁場Ｈ２は、第１方向Ｄ１に沿う成分を有する。例えば、第２磁場Ｈ２により、第１状態ＳＴ１において、第１磁性層２１の第１磁化２１Ｍが、第１方向Ｄ１に沿い易くなる。
【０１０９】
第１磁場Ｈ１の向きは、第２磁場Ｈ２の向きと同じである。例えば、安定した磁場が、第１磁性層２１に印加される。例えば、第１状態ＳＴ１において、第１磁性層２１の第１磁化２１Ｍが、安定して、第１方向Ｄ１に沿い易くなる。
【０１１０】
図１４は、第５の実施形態に係る別のマイクロ波検出器を例示する模式図である。  
図１４に示すように、マイクロ波検出器１１１ａは、第１積層体３０Ａ、第１制御部４０Ａ、第１磁場発生部４７ａ及び第２磁場発生部４７ｂに加えて、磁場制御部４７ｃを含む。マイクロ波検出器１１１ａにおけるこれ以外の構成は、例えば、マイクロ波検出器１１１と同様でも良い。
【０１１１】
磁場制御部４７ｃは、例えば、第１磁場発生部４７ａ及び第２磁場発生部４７ｂの少なくともいずれかを制御する。磁場制御部４７ｃは、例えば、第１磁場Ｈ１の大きさ、及び、第１磁場Ｈ１の向きの少なくともいずれかを変化させる。磁場制御部４７ｃは、例えば、第２磁場Ｈ２の大きさ、及び、第２磁場Ｈ２の向きの少なくともいずれかを変化させても良い。
【０１１２】
磁場制御部４７ｃは、例えば、第１磁場発生部４７ａに流される電流Ｊ１、及び、第２磁場発生部４７ｂに流される電流Ｊ２の少なくともいずれかを変化させても良い。
【０１１３】
磁場制御部４７ｃは、例えば、第１磁場発生部４７ａと第１積層体３０Ａとの間の距離、及び、第２磁場発生部４７ｂと第１積層体３０Ａとの間の距離の少なくともいずれかを変化させても良い。
【０１１４】
例えば、第１磁場Ｈ１及び第２磁場Ｈ２の少なくともいずれかの大きさを変化させることにより、例えば、第１積層体３０Ａにおける共鳴周波数を変化させることができる。例えば、異なる周波数の複数のマイクロ波５０を１つのマイクロ波検出器１１１ａで高感度に検出することができる。
【０１１５】
例えば、第１磁場Ｈ１及び第２磁場Ｈ２の少なくともいずれかにより、第１磁性層２１の第１磁化２１Ｍを所望の方向に制御できる。例えば、第１磁場Ｈ１及び第２磁場Ｈ２の少なくともいずれかにより、第１状態ＳＴ１における第１磁化２１Ｍの向きを、マイクロ波５０により励起される磁化の方向と反対にすることができる。これにより、第１状態ＳＴ１と第２状態ＳＴ２との間において、第１電気抵抗の変化を大きくすることができる。これにより、マイクロ波５０を非常に高い感度で検出できる。
【０１１６】
このような動作において、磁場制御部４７ｃにより、第１磁場Ｈ１及び第２磁場Ｈ２の少なくともいずれかを変化させることで、第１磁化２１Ｍに生じた反転を元に戻すことが容易になる。
【０１１７】
図１５（ａ）〜図１５（ｃ）は、第５の実施形態に係る別のマイクロ波検出器を例示する模式的断面図である。  
これらの図では、第１制御部４０Ａ（例えば、図７参照）は省略されている。  
図１５（ａ）に示すように、マイクロ波検出器１１２ａにおいては、第１積層体３０Ａに加えて、第１磁性部４７ｅ（磁性部）を含む。マイクロ波検出器１１２ａにおけるこれ以外の構成は、例えば、マイクロ波検出器１１０（及び１１０ａ〜１１１ｃ）と同様でも良い。
【０１１８】
第１磁性部４７ｅから第１磁性層２１に向かう方向は、第１方向Ｄ１に沿う。例えば、第１方向Ｄ１において、第２磁性層２２と第１磁性部４７ｅとの間に第１磁性層２１が位置する。第１磁性部４７ｅの磁化４７ｅＭは、第１方向Ｄ１に沿う。
【０１１９】
図１５（ｂ）に示すように、マイクロ波検出器１１２ｂにおいては、第１積層体３０Ａに加えて、第２磁性部４７ｆ（磁性部）を含む。マイクロ波検出器１１２ｂにおけるこれ以外の構成は、例えば、マイクロ波検出器１１０（及び１１０ａ〜１１１ｃ）と同様でも良い。
【０１２０】
第２磁性部４７ｆから第１磁性層２１に向かう方向は、第１方向Ｄ１に沿う。例えば、第１方向Ｄ１において、第１磁性層２１と第２磁性部４７ｆとの間に第２磁性層２２が位置する。第２磁性部４７ｆの磁化４７ｆＭは、第１方向Ｄ１に沿う。
【０１２１】
図１５（ｃ）に示すように、マイクロ波検出器１１２ｃにおいては、第１磁性部４７ｅ（磁性部）及び第２磁性部４７ｆ（磁性部）が設けられる。
【０１２２】
これらの磁性部により、第１状態ＳＴ１において、第１磁性層２１の第１磁化２１Ｍは、第１方向Ｄ１に沿い易くなる。
【０１２３】
第１磁性部４７ｅ（磁性部）及び第２磁性部４７ｆ（磁性部）は、例えば、磁性体を含む。これらの磁性部は、例えば磁石を含む。
【０１２４】
第１磁性部４７ｅと第１積層体３０Ａとの間の距離が変更可能でも良い。第２磁性部４７ｆと第１積層体３０Ａとの間の距離が変更可能でも良い。これらの距離の変更は、例えば、磁場制御部４７ｃ（図１４参照）により実施されても良い。
【０１２５】
マイクロ波検出器１１１、１１１ａ、１１２ａ、１１２ｂ及び１１２ｃにおいては、第１積層体３０Ａに外部から磁場が印加される。この磁場により、第１状態ＳＴ１において、第１磁化２１Ｍは、第１方向Ｄ１に沿い易くなる。このため、これらのマイクロ波検出器においては、第１磁性層２１は、面内磁化膜を含んでも良い。
【０１２６】
例えば、第１磁性層２１は、Ｆｅ、Ｃｏ及びＮｉからなる群から選択された少なくとも１つを含む。これらの材料を用い、例えば、適切な厚さを用いることで、面内磁化膜が得られる。そして、外部から印加される磁場により、第１状態ＳＴ１において、第１磁化２１Ｍは、第１方向Ｄ１に沿う。
【０１２７】
一方、既に説明したように、第１磁性層２１は、垂直磁化膜を含んでも良い。この場合の構成の例について説明する。
【０１２８】
図１６（ａ）及び図１６（ｂ）は、第５の実施形態に係る別のマイクロ波検出器を例示する模式的断面図である。  
図１６（ａ）に示すように、１つの例において、第１磁性層２１は、ＣｏＦｅＢ膜２１ｅを含む。図１６（ｂ）に示すように、第１磁性層２１は、ＣｏＰｔ含有膜２１ｆを含んでも良い。
【０１２９】
図１６（ｂ）に示すように、ＣｏＰｔ含有膜２１ｆは、Ｃｏ膜２１ａとＰｔ膜２１ｂとを含む。Ｃｏ膜２１ａからＰｔ膜２１ｂに向かう方向は、第１方向Ｄ１に沿う。これらの膜は、第１方向Ｄ１に沿って積層される。
【０１３０】
このように、第１磁性層２１は、例えば、ＣｏＦｅＢ膜２１ｅ、及び、ＣｏＰｔ含有膜２１ｆからなる群から選択された少なくとも１つを含む。これにより、垂直磁化膜が得られる。
【０１３１】
以下、第２磁性層２２の例について説明する。  
図１７（ａ）〜図１７（ｃ）は、第５の実施形態に係る別のマイクロ波検出器を例示する模式的断面図である。  
第２磁性層２２は、以下に説明する、第１構造２２ｒ、第２構造２２ｓまたは第３構造２２ｔを有しても良い。
【０１３２】
図１７（ａ）に示すように、第１構造２２ｒは、Ｃｏ膜２２ａと、Ｐｔ膜２２ｂと、を含む。Ｃｏ膜２２ａからＰｔ膜２２ｂに向かう方向は、第１方向Ｄ１に沿う。
【０１３３】
図１７（ｂ）に示すように、第２構造２２ｓは、Ｃｏ膜２２ａと、Ｐｄ膜２２ｃと、を含む。Ｃｏ膜２２ａからＰｄ膜２２ｃに向かう方向は、第１方向Ｄ１に沿う。
【０１３４】
図１７（ｃ）に示すように、第３構造２２ｔは、第１磁性膜２２ｄと、第２磁性膜２２ｅと、Ｒｕ膜２２ｆと、を含む。Ｒｕ膜２２ｆは、第１磁性膜２２ｄと第２磁性膜２２ｅとの間に設けられる。第１磁性膜２２ｄから第２磁性膜２２ｅに向かう方向は、第１方向Ｄ１に沿う。
【０１３５】
第２磁性層２２は、上記の、第１構造２２ｒ、第２構造２２ｓ及び第３構造２２ｔからなる群から選択された少なくともいずれかを含んでもよい。このような構造により、安定した第２磁化２２Ｍが得られる。第３構造２２ｔにおいては、例えば、漏れ磁場が抑制できる。
【０１３６】
（第６の実施形態）  
図１８は、第６の実施形態に係るマイクロ波検出器を例示する模式図である。  
図１８に示すように、マイクロ波検出器１２０は、第１積層体３０Ａ及び第１制御部４０Ａに加えて、伝送線路５１を含む。マイクロ波検出器１２０におけるこれ以外の構成は、例えば、第５の実施形態に関して説明した構成と同様でも良い。
【０１３７】
伝送線路５１は、第１導電層５１ａを含む。第１導電層５１ａから第１磁性層２１に向かう方向は、第１方向Ｄ１に沿う。第１導電層５１ａから第２磁性層２２に向かう方向は、第１方向Ｄ１に沿う。
【０１３８】
この例では、第２磁性層２２と第１導電層５１ａとの間に、第１磁性層２１が位置する。実施形態において、第１磁性層２１と第１導電層５１ａとの間に、第２磁性層２２が位置しても良い。
【０１３９】
この例では、第１積層体３０Ａは、第１電極３１を含む。第１電極３１は、第１磁性層２１と第１導電層５１ａとの間に位置している。実施形態において、第１電極３１が省略されても良い。例えば、第１電極３１となる導電部材が、第１導電層５１ａとなっても良い。
【０１４０】
この例では、伝送線路５１は、第２導電層５１ｂ及び第３導電層５１ｃをさらに含む。第１方向Ｄ１と交差する方向（例えばＸ−Ｙ平面内の１つの方向）において、第２導電層５１ｂと第３導電層５１ｃとの間に、第１導電層５１ａが位置している。
【０１４１】
この例では、伝送線路５１（上記の導電層）は、第２方向Ｄ２に沿って延びている。
【０１４２】
第２導電層５１ｂ及び第３導電層５１ｃは、例えば、固定電位４５ａ（例えば接地電位）に設定される。第１導電層５１ａは、例えば、マイクロ波入力端子４６に接続される。マイクロ波入力端子４６に、検出対象のマイクロ波５０に応じた信号が入力されても良い。
【０１４３】
マイクロ波検出器１２０においては、検出対象のマイクロ波５０（または、マイクロ波５０に応じた信号（マイクロ波））が、第１導電層５１ａを伝搬する。第１導電層５１ａを伝搬するマイクロ波に基づく磁場（マイクロ波磁場）が、第１積層体３０Ａに加わる。第１積層体３０Ａにおける電気抵抗Ｒ０（すなわち、第１電気抵抗）は、第１導電層５１ａを伝搬するマイクロ波に基づく磁場（マイクロ波磁場）に応じて、変化する。これにより、検出対象のマイクロ波５０が検出される。
【０１４４】
図１９は、第６の実施形態に係る別のマイクロ波検出器を例示する模式図である。  
図１９に示すように、マイクロ波検出器１２１は、第１積層体３０Ａ、第１制御部４０Ａ及び伝送線路５１に加えて、アンテナ６１及び増幅器６２を含む。マイクロ波検出器１２１におけるこれ以外の構成は、例えば、マイクロ波検出器１２０に関して説明した構成と同様でも良い。
【０１４５】
アンテナ６１は、マイクロ波５０を受ける。増幅器６２は、アンテナ６１で発生する信号を増幅する。アンテナ６１で発生する信号は、アンテナ６１が受けたマイクロ波５０に基づいている。増幅器６２は、例えば、低雑音増幅器である。増幅器６２の出力部は、第１導電層５１ａと電気的に接続される。
【０１４６】
アンテナ６１により、検出対象のマイクロ波５０が、高周波を含む信号に変換される。増幅器６２により、この信号が増幅される。増幅された信号が、第１導電層５１ａに入力される。第１導電層５１ａに入力された信号（マイクロ波５０に応じた信号）により、第１積層体３０Ａの電気抵抗Ｒ０（すなわち、第１電気抵抗）が変化する。
【０１４７】
マイクロ波検出器１２１においては、マイクロ波５０を効率よく高感度で検出できる。
【０１４８】
図２０は、第６の実施形態に係る別のマイクロ波検出器を例示する模式図である。  
図２０に示すように、マイクロ波検出器１２２は、複数の積層体（第１積層体３０Ａ、第２積層体３０Ｂ及び第３積層体３０Ｃなど）、及び、複数の制御部（第１制御部４０Ａ、第２制御部４０Ｂ及び第３制御部４０Ｃなど）を含む。この他、伝送線路５１、アンテナ６１及び増幅器６２が設けられている。マイクロ波検出器１２２におけるこれ以外の構成は、例えば、マイクロ波検出器１２１に関して説明した構成と同様でも良い。
【０１４９】
第２積層体３０Ｂは、第３磁性層２３、第４磁性層２４及び第２非磁性層２２ｎを含む。第２非磁性層２２ｎは、第３磁性層２３及び第４磁性層２４の間に設けられる。第３磁性層２３から第４磁性層２４に向かう方向は、第１方向Ｄ１に沿う。第４磁性層２４の第４磁化２４Ｍは、第１方向Ｄ１に沿う。第５磁性層２５の第５磁化２５Ｍは、可変である。
【０１５０】
第３積層体３０Ｃは、第５磁性層２５、第６磁性層２６及び第３非磁性層２３ｎを含む。第３非磁性層２３ｎは、第５磁性層２５及び第６磁性層２６の間に設けられる。第５磁性層２５から第６磁性層２６に向かう方向は、第１方向Ｄ１に沿う。第６磁性層２６の第６磁化２６Ｍは、第１方向Ｄ１に沿う。第５磁性層２５の第５磁化２５Ｍは、可変である。
【０１５１】
第２制御部４０Ｂは、第３磁性層２３及び第４磁性層２４と電気的に接続され、第２積層体３０Ｂに電流を供給可能である。第２制御部４０Ｂは、第３磁性層２３及び第４磁性層２４との間の第２電気抵抗に応じた値を検出可能である。
【０１５２】
例えば、第２制御部４０Ｂは、第２電流供給部４１Ｂ及び第２検出部４２Ｂを含む。第２電流供給部４１Ｂは、第３磁性層２３及び第４磁性層２４と電気的に接続され、第２積層体３０Ｂに電流を供給可能である。第２検出部４２Ｂは、第３磁性層２３及び第４磁性層２４との間の第２電気抵抗に応じた値を検出可能である。
【０１５３】
第３制御部４０Ｃは、第５磁性層２５及び第６磁性層２６と電気的に接続され、第３積層体３０Ｃに電流を供給可能である。第３制御部４０Ｃは、第５磁性層２５及び第６磁性層２６との間の第３電気抵抗に応じた値を検出可能である。
【０１５４】
例えば、第３制御部４０Ｃは、第３電流供給部４１Ｃ及び第３検出部４２Ｃを含む。第３電流供給部４１Ｃは、第５磁性層２５及び第６磁性層２６と電気的に接続され、第３積層体３０Ｃに電流を供給可能である。第３検出部４２Ｃは、第５磁性層２５及び第６磁性層２６との間の第３電気抵抗に応じた値を検出可能である。
【０１５５】
マイクロ波５０に応じて、第２電気抵抗に応じた値が変化する。マイクロ波５０に応じて、第３電気抵抗に応じた値が変化する。
【０１５６】
例えば、第１積層体３０Ａの第１共鳴周波数ｆ１は、第２積層体３０Ｂの第２共鳴周波数ｆ２とは異なる。例えば、第３積層体３０Ｃの第３共鳴周波数ｆ３は、第１共鳴周波数ｆ１とは異なり、第２共鳴周波数ｆ２とは異なる。例えば、複数の積層体の１つに含まれる磁性層の構成を、複数の積層体の別の１つに含まれる磁性層の構成とは異ならせる。これにより、共鳴周波数の差が得られる。例えば、複数の積層体の１つに供給される電流の大きさを、複数の積層体の別の１つに供給される電流の大きさとは異ならせる。これにより、共鳴周波数の差が得られる。
【０１５７】
例えば、検出対象のマイクロ波５０の周波数に応じて、複数の積層体の少なくとも１つを使っても良い。複数の積層体のそれぞれから得られる信号を比較するなどの処理を行っても良い。例えば、マイクロ波５０の周波数に関する情報を得ることができる。
【０１５８】
マイクロ波検出器１２２において、第１導電層５１ａから複数の積層体のそれぞれ（第１積層体３０Ａ、第２積層体３０Ｂ及び第３積層体３０Ｃなど）に向かう方向は第１方向Ｄ１に沿う。複数の積層体の１つから、複数の積層体の別の１つに向かう方向は、第２方向Ｄ２（第１導電層５１ａの延びる方向）に沿う。
【０１５９】
図２１は、第６の実施形態に係る別のマイクロ波検出器を例示する模式図である。  
図２１に示すように、マイクロ波検出器１２３は、複数の積層体（第１積層体３０Ａ、第２積層体３０Ｂ及び第３積層体３０Ｃなど）、及び、１つの制御部（例えば、第１制御部４０Ａ）を含む。マイクロ波検出器１２３におけるこれ以外の構成は、例えば、マイクロ波検出器１２２に関して説明した構成と同様でも良い。
【０１６０】
例えば、第１制御部４０Ａは、第３磁性層２３及び第４磁性層２４と電気的に接続され、第２積層体３０Ｂに電流をさらに供給可能である。第１制御部４０Ａは、第３磁性層２３及び第４磁性層２４との間の第２電気抵抗に応じた値をさらに検出可能である。
【０１６１】
例えば、第１制御部４０Ａは、第５磁性層２５及び第６磁性層２６と電気的に接続され、第３積層体３０Ｃに電流をさらに供給可能である。第１制御部４０Ａは、第５磁性層２５及び第６磁性層２６との間の第３電気抵抗に応じた値をさらに検出可能である。
【０１６２】
例えば、第１制御部４０Ａと第１積層体３０Ａとの間の配線（電流経路）に、第１スイッチｓｗ１が設けられる。第１制御部４０Ａと第２積層体３０Ｂとの間の配線（電流経路）に、第２スイッチｓｗ２が設けられる。第１制御部４０Ａと第３積層体３０Ｃとの間の配線（電流経路）に、第３スイッチｓｗ３が設けられる。
【０１６３】
これらのスイッチを切り替えることで、複数の積層体の１つの電気抵抗に対応する値を検出できる。
【０１６４】
上記のマイクロ波検出器１２２及び１２３においては、伝送線路５１が設けられている。伝送線路５１は、第１導電層５１ａを含む。
【０１６５】
第１導電層５１ａは、第１領域５１ａＡ、第２領域５１ａＢ及び第３領域５１ａＣを含む。第１領域５１ａＡから第２領域５１ａＢに向かう方向は、第１方向Ｄ１と交差する。第１領域５１ａＡから第３領域５１ａＣに向かう方向は、第１方向Ｄ１と交差する。
【０１６６】
第１領域５１ａＡから第１磁性層２１に向かう方向は、第１方向Ｄ１に沿う。第１領域５１ａＡから第２磁性層２２に向かう方向は、第１方向Ｄ１に沿う。第２領域５１ａＢから第３磁性層２３に向かう方向は、第１方向Ｄ１に沿う。第２領域５１ａＢから第４磁性層２４に向かう方向は、第１方向Ｄ１に沿う。第３領域５１ａＣから第５磁性層２５に向かう方向は、第１方向Ｄ１に沿う。第３領域５１ａＣから第６磁性層２６に向かう方向は、第１方向Ｄ１に沿う。
【０１６７】
上記のマイクロ波検出器１２２及び１２３において、アンテナ６１及び増幅器６２が設けられても良い。
【０１６８】
(第７の実施形態）  
本実施形態は、マイクロ波イメージング装置に係る。  
図２２は、第７の実施形態に係るマイクロ波イメージング装置を例示する模式図である。  
図２２に示すように、マイクロ波イメージング装置２１０は、第５及び第６の実施形態に係るマイクロ波検出器及びその変形を含む。この例では、マイクロ波検出器１２２が設けられている。マイクロ波検出器１２２は、積層体（第１積層体３０Ａなど）と、第１制御部４０Ａなどと、を含む。マイクロ波イメージング装置２１０は、マイクロ波発生装置７１をさらに含んでも良い。
【０１６９】
例えば、マイクロ波発生装置７１からマイクロ波５０が、対象物７０（例えば測定物）に照射される。マイクロ波５０は、対象物７０で反射し、マイクロ波検出器１２２に入射する。
【０１７０】
例えば、マイクロ波発生装置７１と対象物７０との間の角度、及び、マイクロ波検出器１２２と対象物７０との間の角度、の少なくともいずれかが変更されても良い。例えば、マイクロ波５０が、対象物７０を走査されても良い。
【０１７１】
対象物７０で反射したマイクロ波５０を検出することで、対象物７０に関する情報が得られる。例えば、Ｚ１方向（例えば奥行き方向）、Ｘ１方向（例えば左右方向）、及び、Ｙ１方向（例えば上下方向）の少なくともいずれかにおける対象物７０に関する情報が得られる。これらの情報に基づいて、対象物７０に応じたイメージを導出できる。例えば、対象物７０の画像化が可能である。
【０１７２】
本願明細書において、電気的に接続される状態は、第１導体と第２導体とが互いに接する状態を含む。電気的に接続される状態は、第１導体と第２導体との間の電流経路に第３導体が設けられ、この電流経路に電流が流れる状態を含む。電気的に接続される状態は、第１導体と第２導体との間の電流経路にスイッチなどの制御素子が設けられ、制御素子の動作により、電流経路に電流が流れる状態を形成可能である状態を含む。
【０１７３】
実施形態は、以下の構成（例えば技術案）を含んでも良い。  
（構成１）  
第１磁性層と、第２磁性層と、前記第１磁性層及び前記第２磁性層の間に設けられた第１非磁性層と、を含む第１積層体と、
前記第１磁性層及び前記第２磁性層と電気的に接続され前記第１積層体に電流を供給可能で、前記第１磁性層及び前記第２磁性層との間の第１電気抵抗に応じた値を検出可能な第１制御部と、
を備え、
前記第２磁性層の第２磁化は、前記第１磁性層から前記第２磁性層に向かう第１方向に沿い、
マイクロ波に応じて、前記第１電気抵抗に応じた前記値が変化する、マイクロ波検出器。
（構成２）  
前記第１積層体に前記マイクロ波が加わらない状態において、前記第１磁性層の前記第１磁化は、前記第１方向に沿う、構成１記載のマイクロ波検出器。
（構成３）  
前記電流は、直流電流である、構成１または２に記載のマイクロ波検出器。
（構成４）  
前記第１磁性層は、垂直磁化膜を含む、構成１〜３のいずれか１つに記載のマイクロ波検出器。
（構成５）  
前記第１磁性層は、ＣｏＦｅＢ膜、及び、ＣｏＰｔ含有膜からなる群から選択された少なくとも１つを含み、
前記ＣｏＰｔ含有膜は、Ｃｏ膜とＰｔ膜とを含み、前記Ｃｏ膜から前記Ｐｔ膜に向かう方向は、前記第１方向に沿う、構成１〜４のいずれか１つに記載のマイクロ波検出器。
（構成６）
第１磁場発生部をさらに備え、
前記第１磁場発生部から発生する第１磁場は、前記第１積層体に印加され、
前記第１磁場は、前記第１方向に沿う、構成１〜３のいずれか１つに記載のマイクロ波検出器。
（構成７）  
第１磁場発生部を制御する磁場制御部をさらに備え、
前記磁場制御部は、前記第１磁場の向き及び大きさの少なくともいずれかを変化させる、構成６記載のマイクロ波検出器。
（構成８）  
第２磁場発生部をさらに備え、
前記第１積層体の前記第１方向における位置は、前記第１磁場発生部の前記第１方向における位置と、前記第２磁場発生部の前記第１方向における位置と、の間にある、構成６または７に記載のマイクロ波検出器。
（構成９）  
磁性部をさらに備え、
磁性部から前記第１磁性層に向かう方向は、前記第１方向に沿い、
前記磁性部の磁化は、前記第１方向に沿う、構成１〜３のいずれか１つに記載のマイクロ波検出器。
（構成１０）  
前記第１磁性層は、面内磁化膜を含む構成６〜９のいずれか１つに記載のマイクロ波検出器。
（構成１１）  
前記第１磁性層は、Ｆｅ、Ｃｏ及びＮｉからなる群から選択された少なくとも１つを含む、構成６〜９のいずれか１つに記載のマイクロ波検出器。
（構成１２）  
前記第２磁性層は、第１構造、第２構造及び第３構造からなる群から選択された少なくともいずれかを含み、
前記第１構造は、Ｃｏ膜と、Ｐｔ膜と、を含み、前記Ｃｏ膜から前記Ｐｔ膜に向かう方向は、前記第１方向に沿い、
前記第２構造は、Ｃｏ膜と、Ｐｄ膜と、を含み、前記Ｃｏ膜から前記Ｐｄ膜に向かう方向は、前記第１方向に沿い、
前記第３構造は、第１磁性膜と、第２磁性膜と、前記第１磁性膜と前記第２磁性膜との間に設けられたＲｕ膜と、を含み、前記第１磁性膜から前記第２磁性膜に向かう方向は、前記第１方向に沿う、構成１〜１１いずれか１つに記載のマイクロ波検出器。
（構成１３）  
前記第１制御部は、電圧計を含む、構成１〜１２のいずれか１つに記載のマイクロ波検出器。
（構成１４）  
第１導電層を含む伝送線路をさらに備え、
前記第１導電層から前記第１磁性層に向かう方向は、前記第１方向に沿い、
前記第１導電層から前記第２磁性層に向かう方向は、前記第１方向に沿う、構成１〜１３のいずれか１つに記載のマイクロ波検出器。
（構成１５）  
前記伝送線路は、第２導電層及び第３導電層をさらに含み、
前記第１方向と交差する方向において、前記第２導電層と前記第３導電層との間に前記第１導電層が位置した、構成１４記載のマイクロ波検出器。
（構成１６）  
アンテナと、
前記アンテナで発生する信号を増幅する増幅器と、
をさらに備え、
前記増幅器の出力部は、前記第１導電層と電気的に接続された、構成１４または１５に記載のマイクロ波検出器。
（構成１７）  
第２積層体と、
第２制御部と、
をさらに備え、
前記第２積層体は、第３磁性層と、第４磁性層と、前記第３磁性層及び前記第４磁性層の間に設けられた第２非磁性層と、を含み、
前記第２制御部は、前記第３磁性層及び前記第４磁性層と電気的に接続され前記第２積層体に電流を供給可能であり、前記第３磁性層及び前記第４磁性層との間の第２電気抵抗に応じた値を検出可能であり、
前記第３磁性層から前記第４磁性層に向かう方向は、前記第１方向に沿い、
前記第４磁性層の第４磁化は、前記第１方向に沿い、
前記マイクロ波に応じて、前記第２電気抵抗に応じた前記値が変化し、
前記第１積層体の第１共鳴周波数は、前記第２積層体の第２共鳴周波数とは異なる、構成１〜１３のいずれか１つに記載のマイクロ波検出器。
（構成１８）  
第２積層体をさらに備え、
前記第２積層体は、第３磁性層と、第４磁性層と、前記第３磁性層及び前記第４磁性層の間に設けられた第２非磁性層と、を含み、
前記第１制御部は、前記第３磁性層及び前記第４磁性層と電気的に接続され前記第２積層体に電流をさらに供給可能であり、前記第３磁性層及び前記第４磁性層との間の第２電気抵抗に応じた値をさらに検出可能であり、
前記第３磁性層から前記第４磁性層に向かう方向は、前記第１方向に沿い、
前記第４磁性層の第４磁化は、前記第１方向に沿い、
前記マイクロ波に応じて、前記第２電気抵抗に応じた前記値が変化し、
前記第１積層体の第１共鳴周波数は、前記第２積層体の第２共鳴周波数とは異なる、構成１〜１３のいずれか１つに記載のマイクロ波検出器。
（構成１９）  
第１導電層を含む伝送線路をさらに備え、
前記第１導電層は、第１領域及び第２領域を含み、前記第１領域から前記第２領域に向かう方向は、前記第１方向と交差し、
前記第１領域から前記第１磁性層に向かう方向は、前記第１方向に沿い、
前記第１領域から前記第２磁性層に向かう方向は、前記第１方向に沿い、
前記第２領域から前記第３磁性層に向かう方向は、前記第１方向に沿い、
前記第２領域から前記第４磁性層に向かう方向は、前記第１方向に沿う、構成１７または１８に記載のマイクロ波検出器。
（構成２０）  
アンテナと、
前記アンテナで発生する信号を増幅する増幅器と、
をさらに備え、
前記増幅器の出力部は、前記第１導電層と電気的に接続された、構成１９記載のマイクロ波検出器。
（構成２１）  
構成１〜２０記載のいずれか１つに記載のマイクロ波検出器を備えた、マイクロ波イメージング装置。
【０１７４】
実施形態によれば、検出感度を向上可能なマイクロ波検出器及びマイクロ波イメージング装置が提供できる。
【０１７５】
以上、具体例を参照しつつ、本発明の実施の形態について説明した。しかし、本発明は、これらの具体例に限定されるものではない。例えば、マイクロ波検出器またはマイクロ波イメージング装置に含まれる積層体、磁性層、非磁性層、磁性部、導電層、伝送線路、配線、電流供給回路及び検出回路などの各要素の具体的な構成に関しては、当業者が公知の範囲から適宜選択することにより本発明を同様に実施し、同様の効果を得ることができる限り、本発明の範囲に包含される。
【０１７６】
また、各具体例のいずれか２つ以上の要素を技術的に可能な範囲で組み合わせたものも、本発明の要旨を包含する限り本発明の範囲に含まれる。
【０１７７】
その他、本発明の実施の形態として上述したマイクロ波検出器及びマイクロ波イメージング装置を基にして、当業者が適宜設計変更して実施し得る全てのマイクロ波検出器及びマイクロ波イメージング装置も、本発明の要旨を包含する限り、本発明の範囲に属する。
【０１７８】
その他、本発明の思想の範疇において、当業者であれば、各種の変更例及び修正例に想到し得るものであり、それら変更例及び修正例についても本発明の範囲に属するものと了解される。
【０１７９】
本発明のいくつかの実施形態を説明したが、これらの実施形態は、例として提示したものであり、発明の範囲を限定することは意図していない。これら新規な実施形態は、その他の様々な形態で実施されることが可能であり、発明の要旨を逸脱しない範囲で、種々の省略、置き換え、変更を行うことができる。これら実施形態やその変形は、発明の範囲や要旨に含まれるとともに、特許請求の範囲に記載された発明とその均等の範囲に含まれる。
【符号の説明】
【０１８０】
１…第１電極、  ２…第２電極、  ３…第１磁性層、  ４…第２磁性層、  ５…非磁性層、  ６…電源、  ７…第１ワイヤー、  ８…第２ワイヤー、  ９…検出計、  １０…磁場印加機構、  １１…マイクロ波入力端子、  １２…伝送線路、  １３…アンテナ、  １４…低雑音増幅器、  １５…第１グランド、  １６…第２グランド、  １７…制御機構、  ２１  磁性層、  ２１Ｍ…第１磁化、  ２１ａ…Ｃｏ膜、  ２１ｂ…Ｐｔ膜、  ２１ｅ…ＣｏＦｅＢ膜、  ２１ｆ…ＣｏＰｔ含有膜、  ２１ｎ…第１非磁性層、  ２２…第２磁性層、  ２２Ｍ…第２磁化、  ２２ａ…Ｃｏ膜、  ２２ｂ…Ｐｔ膜、  ２２ｃ…Ｐｄ膜、  ２２ｄ…第１磁性膜、  ２２ｅ…第２磁性膜、  ２２ｆ…Ｒｕ膜、  ２２ｎ…第２非磁性層、  ２２ｒ…第１構造、  ２２ｓ…第２構造、  ２２ｔ…第３構造、  ２３…第３磁性層、  ２３ｎ…第３非磁性層、  ２４…第４磁性層、  ２４Ｍ…第４磁化、  ２５…第５磁性層、  ２５Ｍ…第５磁化、  ２６…第６磁性層、  ２６Ｍ…第６磁化、  ３０Ａ〜３０Ｃ…第１〜第３積層体、  ３１、３２…第１、第２電極、  ４０Ａ〜４０Ｃ…第１〜第３制御部、  ４１Ａ〜４１Ｃ…第１〜第３電流供給部、  ４２Ａ〜４２Ｃ…第１〜第３検出部、  ４５、４５ａ…固定電位、  ４６…マイクロ波入力端子、  ４７ａ、４７ｂ…第１、第２磁場発生部、  ４７ｃ…磁場制御部、  ４７ｅ…第１磁性部、  ４７ｅＭ…磁化、  ４７ｆ…第２磁性部、  ４７ｆＭ…磁化、  ４８ａ、４８ｂ…第１、第２配線、  ５０…マイクロ波、  ５１…伝送線路、  ５１ａ〜５１ｃ…第１〜第３導電層、  ５１ａＡ〜５１ａＣ…第１〜第３領域、  ６１…アンテナ、  ６２…増幅器、  ７０…対象物、  ７１…マイクロ波発生装置、  １１０、１１０ａ、１１１ｂ、１１１ｃ、１１２ａ、１１２ｂ、１１２ｃ、１２０、１２１、１２３…マイクロ波検出器、  Ｄ１、Ｄ２…第１、第２方向、  Ｈ１、Ｈ２…第１、第２磁場、  Ｉ１…、Ｊ１、Ｊ２…電流、  Ｒ０…電気抵抗、  Ｒ１１、Ｒ１２…第１、第２状態電気抵抗、  ＳＴ１、ＳＴ２…第１、第２状態、  ｓｗ１〜ｓｗ３…第１〜第３スイッチ
【図１】
2018157534.tif 000003
【図２】
2018157534.tif 000004
【図３】
2018157534.tif 000005
【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
2018157534.tif 000009
【図８】
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【図９】
2018157534.tif 000011
【図１０】
2018157534.tif 000012
【図１１】
2018157534.tif 000013
【図１２】
2018157534.tif 000014
【図１３】
2018157534.tif 000015
【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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【図１７】
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【図１８】
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【図１９】
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【図２０】
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【図２１】
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【図２２】
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