(57)【要約】プローブでは、先端部に、絶縁体または半導体により形成される基板と、導電性の磁性体により形成される第１層と、導電性の非磁性体により形成される第２層と、がこの順で積層されており、第２層は、厚さがスピンが緩和するよりも薄い厚さとして予め定められた所定厚さとなるように形成されている。そして、第１層と第２層とが積層されている部分をスピンデバイスに接触させた状態で第１層と第２層との間に電流を流すことにより、第２層からスピンデバイスにスピン流を注入することができる。また、第１層と第２層とが積層されている部分をスピン圧が発生しているスピンデバイスに接触させることにより、スピンデバイスのスピン圧を測定することができる。
2018043173.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
スピンデバイスの検査に用いるプローブであって、
先端部に、絶縁体または半導体により形成される基板と、導電性の磁性体により形成される第１層と、導電性の非磁性体により形成される第２層と、がこの順で積層されており、
前記第２層は、厚さがスピンが緩和するよりも薄い厚さとして予め定められた所定厚さとなるように形成されている、
プローブ。
【請求項２】
請求項１記載のプローブであって、
前記第２層は、前記非磁性体のスピン緩和長さの２倍以下の厚さになるように形成されている、
プローブ。
【請求項３】
請求項１または２に記載のプローブであって、
前記磁性体は、Ｎｉ，Ｃｏ，Ｆｅ，Ｇｄ，ＦｅＮｉ合金，パーマロイ、ミューメタル、サマリウムコバルト、Ｎｄ，Ａｌ−Ｎｉ−Ｃｏ，フェライトのうちのいずれかである、
プローブ。
【請求項４】
請求項１ないし３のいずれか１つの請求項に記載のプローブであって、
前記非磁性体は、Ｃｕ，Ａｇ，Ａｌ，Ａｕ，Ｐｔ，Ｒｈ，Ｐｄ，Ｉｒ，Ｒｕ，Ｏｓ，Ａｌ−Ｃｕ，Ｃｕ−Ｓｎ，Ｃｕ−Ａｕ，Ｃｕ−Ｂｅのうちのいずれかである、
プローブ。
【請求項５】
請求項１ないし４のいずれか１つの請求項に記載のプローブであって、
前記基板と前記第１層との間に、前記導電性の磁性体より電気伝導率の高い導電体から形成された第３層、
を備えるプローブ。
【請求項６】
請求項１ないし５のいずれか１つの請求項に記載のプローブであって、
前記導電体は、Ｃｕ，Ａｇ，Ａｌ，Ａｕのいずれかである、
プローブ。
【請求項７】
スピンデバイスの検査に用いられ、先端部に、絶縁体または半導体により形成される基板と、導電性の磁性体により形成される第１層と、導電性の非磁性体により形成される第２層と、がこの順で積層されており、前記第２層は、厚さがスピンが緩和するよりも薄い厚さとして予め定められた所定厚さとなるように形成される、プローブの製造方法であって、
前記基板の表面の少なくとも一部に、前記導電性の磁性体により磁性体層を形成する第１工程と、
前記磁性体層上に、前記導電性の非磁性体により厚さが前記所定厚さとなるように非磁性体層を形成する第２工程と、
前記磁性体層と前記非磁性体層とが形成されている前記基板を、前記磁性体層と前記非磁性体層とが積層されている部分で分割する第３工程と、
を備えるプローブの製造方法。
【請求項８】
請求項７記載のプローブの製造方法であって、
前記第１工程では、前記基板の表面に前記導電性の磁性体より電気伝導度が高い導電体により高導電体層を形成した後に、前記高導電体層上に前記磁性体層を形成する、
プローブの製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、プローブおよびその製造方法、特に、スピンデバイスを検査するためのプローブおよびその製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、この種のプローブとしては、カーボンナノチューブを非磁性体であるＰｔ（白金）で被覆して形成されるものが提案されている（例えば、非特許文献１参照）。このプローブでは、プローブの先端を被検査体としてのＢｉ（ビスマス）の薄膜に接触させて、プローブから薄膜に電流を流すことにより、ラシュバ効果によりスピン偏極した電流（スピン流）を薄膜に生成する。こうして生成したスピン流に対して逆スピンホール効果により発生する電圧を測定することで、スピンデバイスのスピンの状態を検出している。
【先行技術文献】
【非特許文献】
【０００３】
【非特許文献１】東野剛之，平原徹，長谷川修司、「ビスマス超薄膜の表面状態における電流誘起スピン偏極の測定」、日本物理学会 2011年秋季大会、2011年9月23日
【発明の概要】
【０００４】
しかしながら、上述のプローブでは、スピンデバイスに電流を流す必要があるから、スピンデバイスとしては導電体から形成されているものに限定されてしまう。また、スピンデバイスに電流を流すから、測定した電圧には電流に起因する電圧が含まれ、スピン流に起因する電圧を測定することが困難となってしまう。したがって、スピンデバイスへの電流の流れ込みを抑制しつつスピン流を注入することが望まれている。
【０００５】
また、こうしたプローブでは、スピンデバイスのスピン圧を測定することも望まれている。
【０００６】
本発明のプローブおよびその製造方法は、スピンデバイスへの電流の流れ込みを抑制しつつスピン流を注入したり、スピンデバイスのスピン圧を測定したりすることが可能なプローブを提供することを主目的とする。
【０００７】
本発明のプローブおよびその製造方法は、上述の主目的を達成するために以下の手段を採った。
【０００８】
本発明のプローブは、
スピンデバイスの検査に用いるプローブであって、
先端部に、絶縁体または半導体により形成される基板と、導電性の磁性体により形成される第１層と、導電性の非磁性体により形成される第２層と、がこの順で積層されており、
前記第２層は、厚さがスピンが緩和するよりも薄い厚さとして予め定められた所定厚さとなるように形成されている、
ことを要旨とする。
【０００９】
この本発明のプローブは、先端部に、絶縁体または半導体により形成される基板と、導電性の磁性体により形成される第１層と、導電性の非磁性体により形成される第２層と、がこの順で積層されている。そして、第２層は、厚さがスピンが緩和するよりも薄い厚さとして予め定められた所定厚さとなるように形成されている。第１層と第２層との間に電流を流すと、第１層と第２層との界面に電流が流れ、第２層のこの界面付近に電流の向きおよび磁性体の磁化の向きに応じたスピンの蓄積が生じてスピン圧が生成される。第２層は、所定厚さに形成されている。したがって、プローブの先端部の第２層をスピンデバイスに接触させた状態で第１層と第２層との間に電流を流すことにより、第２層からスピンデバイスにスピン流を注入することができる。このスピン流の注入に際し、スピンデバイスに電流を流す必要はない。また、プローブの先端部の第２層をスピン圧が発生しているスピンデバイスに接触させると、スピン拡散により第１層と第２層との界面に電流が生じ、第１層と第２層との間に起電力が生じる。このとき、流れる電流はスピン圧に比例するため、電流を測定することによりスピンデバイスのスピン圧を測定することができる。この結果、スピンデバイスへ電流が流れ込むことを抑制しつつスピン流を注入したり、スピンデバイスのスピン圧を測定することが可能なプローブを提供することができる。ここで、「スピンデバイス」とは、電子のもつ電荷およびスピンを利用して作動するデバイスをいう。
【００１０】
こうした本発明のプローブにおいて、前記第２層は、前記非磁性体のスピン緩和長の２倍以下の厚さになるように形成してもよい。
【００１１】
また、本発明のプローブにおいて、前記磁性体は、Ｎｉ，Ｃｏ，Ｆｅ，Ｇｄ，ＦｅＮｉ合金，パーマロイ、ミューメタル、サマリウムコバルト、Ｎｄ，Ａｌ−Ｎｉ−Ｃｏ，フェライトのうちのいずれかとしてもよい。
【００１２】
さらに、本発明のプローブにおいて、前記非磁性体は、Ｃｕ，Ａｇ，Ａｌ，Ａｕ，Ｐｔ，Ｒｈ，Ｐｄ，Ｉｒ，Ｒｕ，Ｏｓ，Ａｌ−Ｃｕ，Ｃｕ−Ｓｎ，Ｃｕ−Ａｕ，Ｃｕ−Ｂｅのうちのいずれかとしてもよい。
【００１３】
そして、本発明のプローブにおいて、前記基板と前記第１層との間に、前記導電性の磁性体より電気伝導率の高い導電体から形成される第３層、を備えるものとしてもよい。第３層と第１層と第２層との間に電流を流すことにより、第３層を備えておらず同一の電流を第１層と第２層との間に流すものに比して、第２層の第１層と反対側の面における電位勾配が小さくなる。これにより、第２層の第１層と反対側の面をスピンデバイスに接触させたときにスピンデバイスに局所的に電流が流れることを抑制することができる。この場合において、前記導電体は、Ｃｕ，Ａｇ，Ａｌ，Ａｕのいずれかとしてもよい。
【００１４】
本発明のプローブの製造方法は、
スピンデバイスの検査に用いられ、先端部に、絶縁体または半導体により形成される基板と、導電性の磁性体により形成される第１層と、導電性の非磁性体により形成される第２層と、がこの順で積層されており、前記第２層は、厚さがスピンが緩和するよりも薄い厚さとして予め定められた所定厚さとなるように形成される、プローブの製造方法であって、
前記基板の表面の少なくとも一部に、前記導電性の磁性体により磁性体層を形成する第１工程と、
前記磁性体層上に、前記導電性の非磁性体により、厚さがスピンが緩和する厚さよりも薄い非磁性体層を形成する第２工程と、
前記磁性体層と前記非磁性体層とが形成されている前記基板を、前記磁性体層と前記非磁性体層とが積層されている部分で分割する第３工程と、
を備えることを要旨とする。
【００１５】
この本発明のプローブの製造方法では、絶縁体または半導体により形成される基板の表面の少なくとも一部に、導電性の磁性体により磁性体層を形成し、磁性体層上に、導電性の非磁性体により、厚さがスピンが緩和するよりも薄い厚さとして予め定められた所定厚さとなるように非磁性体層を形成し、磁性体層と非磁性体層とが形成されている基板を、磁性体層と非磁性体層とが積層されている部分で分割する。これにより、スピンデバイスの検査に用いられ、先端部に、絶縁体または半導体により形成される基板と、導電性の磁性体により形成される第１層と、導電性の非磁性体により形成される第２層と、がこの順で積層されており、第２層は、所定厚さに形成される、プローブを製造することができる。ここで、「スピンデバイス」とは、電子のもつ電荷およびスピンの２つの自由度を利用して作動するデバイスをいう。
【００１６】
こうした本発明のプローブの製造方法において、前記第１工程では、前記基板の表面に前記導電性の磁性体より電気伝導度が高い導電体により高導電体層を形成した後に、前記高導電体層上に前記磁性体層を形成してもよい。こうすれば、基板と第１層との間に、導電性の磁性体より電気伝導率の高い導電体から形成された第３層、を備えるプローブを製造することができる。
【００１７】
また、本発明のプローブの製造方法において、前記第３工程は、ステルスダイシングまたは劈開により、前記磁性体層と前記非磁性体層とが形成されている前記基板を、前記磁性体層と前記非磁性体層とが積層されている部分で分割してもよい。
【図面の簡単な説明】
【００１８】
【図１】本発明の一実施例としてのプローブ２０の端面の概略を示す概略図である。
【図２】プローブ２０の先端部２０ａの拡大図である。
【図３】先端部２０ａを図２におけるＡ方向から見た側面の概略を示す概略図である。
【図４】プローブ２０に電流源３０を接続したときの様子を示す説明図である。
【図５】プローブ２０におけるスピン流の様子をシミュレーションするための先端部２０ａのモデル７０の構成を説明するための説明図である。
【図６】モデル７０において、第２層２６を試料に接触させない状態で第１層２４と第２層２６との間に電流を流したときのスピン偏極率の分布のシミュレーションの結果を示す説明図である。
【図７】スピンの蓄積が生じているモデル７０を試料に接触させたときのモデル７０におけるスピン偏極率の分布のシミュレーションの結果を示す説明図である。
【図８】スピンの蓄積が生じているモデル７０を試料に接触させたときのモデル７０において発生する電圧の分布のシミュレーションの結果を示す説明図である。
【図９】プローブ２０からスピンデバイスにスピン流が注入していることを検証している様子を示す説明図である。
【図１０】抵抗Ｒｓの角度θの依存性の測定結果を示すグラフである。
【図１１】プローブ２０の製造フローの一例を示すフローチャートである。
【図１２】ステップＳ１００の工程を実行した後の基板６０の様子を説明するための説明図である。
【図１３】ステップＳ１１０の工程を実行した後の基板６０，Ｎｉ層６２，Ｃｕ層６４の様子を説明するための説明図である。
【図１４】ステップＳ１２０の工程で基板６０を分割した後の様子を説明するための説明図である。
【図１５】変形例のプローブ２２０の先端部２２０ａの構成の概略を示す構成概略図である。
【図１６】変形例のプローブ２２０の先端部２２０ａを図１５のＢ方向から見た側面の概略を示す概略図である。
【図１７】変形例のプローブ３２０の先端部３２０ａの構成の概略を示す構成概略図である。
【図１８】変形例のプローブ３２０の先端部３２０ａを図１７のＣ方向から見た側面の概略を示す概略図である。
【発明を実施するための形態】
【００１９】
次に、本発明を実施するための形態を実施例を用いて説明する。
【００２０】
図１は、本発明の一実施例としてのプローブ２０の端面の概略を示す概略図である。図２は、プローブ２０の先端部２０ａの拡大図である。図３は、先端部２０ａを図２におけるＡ方向から見た側面の概略を示す概略図である。
【００２１】
プローブ２０は、図１〜図３に示すように、Ｓｉ（シリコン）により形成され全体として長板形状の基板２２の先端部に、第１層２４と、第２層２６と、がこの順に積層されている。
【００２２】
第１層２４は、Ｎｉ（ニッケル）により、厚さが１００ｎｍで、長手方向の長さＬ１が４０μｍ，短手方向の長さＬ２が１０μｍの略矩形状となるように形成されている。第１層２４は、基板２２の表面に、基板２２の端辺２２ｂに沿うように配置されている。
【００２３】
第２層２６は、Ｃｕ（銅）により、厚さが所定厚さＤ２、長手方向の長さＬ３が４０μｍ，短手方向の長さＬ４が１０μｍの略矩形状となるよう形成されている。所定厚さＤ２は、第２層２６においてスピンが緩和するよりも薄い厚さとして予め実験や解析などで定められた厚さであり、Ｃｕのスピン緩和長の約２倍以下の長さである。実施例では、所定厚さＤ２を、１００ｎｍとしている。第２層２６は、基板２２の端辺２２ｂと略直角をなす端辺２２ｃに沿って、一方の端部が第１層２４の一方の端部に重なるように配置されている。
【００２４】
こうした構成により、プローブ２０の先端部２０ａは、基板２２と、第１層２４と、第２層２６と、が積層された構造となっている。
【００２５】
次に、こうして構成されたプローブ２０の動作について説明する。図４は、プローブ２０に電流源３０を接続したときの様子を示す説明図である。第１層２４，第２層２６に電流源３０を接続し、第１層２４と第２層２６との間に電流を流すと、第１層２４，第２層２６との界面に電流が流れる。Ｎｉは、磁性体であり、Ｃｕは、非磁性体であるから、第１層２４，第２層２６の界面に電流が流れると、第２層２６のこの界面付近に電流の向きおよびＮｉの磁化の向きに応じたスピンの蓄積が生じてスピン圧が生成される。第２層２６は、厚さが所定厚さＤ２、すなわち、第２層２６においてスピンが緩和するよりも薄い厚さとなるように形成されている。したがって、プローブ２０の先端部２０ａの第１層２４，第２層２６が積層されている部分の第２層２６の表面２６ａをスピンデバイスに接触させた状態で第１層２４と第２層２６との間に電流を流すことにより、第２層２６からスピンデバイスにスピン流を注入することができる。
【００２６】
図５は、プローブ２０におけるスピン流の様子をシミュレーションするための先端部２０ａのモデル７０の構成を説明するための説明図である。モデル７０は、実施例のプローブ２０の先端部２０ａをモデル化したものであり、先端部２０ａと同一の寸法となっている。図中、矢印のｘ軸，ｙ軸は、それぞれ図６〜図８のｘ軸，ｙ軸の方向を示している。シミュレーションでは、スピンを２種類のチャージとして扱う２流体モデルとしている。このモデルでは、Ｎｉは、スピン拡散長を３×１０−９ｍ，スピン偏極率を０．２３，抵抗率を６．９９×１０−８Ωｍとしている。Ｃｕは、スピン拡散長を１×１０−６ｍ，スピン偏極率を０，抵抗率を１．６８×１０−８Ωｍとしている。
【００２７】
図６は、モデル７０において、第２層２６を試料に接触させない状態で第１層２４と第２層２６との間に電流を流したときのスピン偏極率の分布のシミュレーションの結果を示す説明図である。モデル７０では、図示するように、第１層２４と第２層２６との間に電流を流すと、スピンの蓄積が生じる。
【００２８】
図７は、スピンの蓄積が生じているモデル７０を試料に接触させたときのモデル７０におけるスピン偏極率の分布のシミュレーションの結果を示す説明図である。図８は、スピンの蓄積が生じているモデル７０を試料に接触させたときのモデル７０において発生する電圧の分布のシミュレーションの結果を示す説明図である。図８中、縦軸は、第１層２４と第２層２６との間に１ｍＡの電流を流したときに先端部２０ａに発生する電圧を示している。スピンの蓄積が生じているモデル７０を試料に接触させると、図７に示すように、面方向に１μｍ程度の範囲でスピンが減少している。モデル７０では、面方向に１μｍ程度の範囲のスピンが試料に注入されている。モデル７０では、面方向に１μｍ程度の範囲、つまり、比較的広い範囲のスピンが試料に流れ込んでいることから、第１層２４と第２層２６との界面の電流密度が小さいときでも、大きなスピン流を試料に注入することができる。なお、図８に示すように、スピンの蓄積が生じているモデル７０を試料に接触させることにより発生する電圧擾乱は十分小さいことがわかる。
【００２９】
図９は、プローブ２０からスピンデバイスにスピン流が注入していることを検証している様子を示す説明図である。図９において、プローブ２０には、図４に示した電流源３０を接続しているが、電流源３０については図示していない。ここでは、スピンデバイスとして、Ａｕにより厚さが１００ｎｍ，長手方向の長さが９０μｍ，短手方向の長さが１μｍの細線４０を用いている。また、環境温度を７Ｋとし、プローブ２０の先端部２０ａの第２層２６の表面２６ａを細線４０に接触させた状態で電流源３０からプローブ２０の第１層２４，第２層２６間に１ｍＡの電流を流したときに、細線４０に生じる電圧Ｖｓおよび電流Ｉｓを端子５０，５２で検出し、電圧Ｖｓを細線４０に流れる電流Ｉｓで除した抵抗Ｒｓの角度θ（第１層２４の長手方向の一辺と細線４０とのなす角度）の依存性を測定した。角度θは、プローブ２０を固定した状態で細線４０を回転させることにより変更している。
【００３０】
図１０は、抵抗Ｒｓの角度θの依存性の測定結果を示すグラフである。図示するように、角度θに対して抵抗Ｒがｓｉｎカーブを示すことから、逆スピンホール効果が発生している、つまり、プローブ２０からスピン流が注入されていることがわかる。このように、プローブ２０の先端部２０ａの第２層２６の表面２６ａをスピンデバイスに接触させた状態で第１層２４と第２層２６との間に電流を流すことにより、第２層２６からスピンデバイスにスピン流を注入することができる。このスピン流の注入に際し、スピンデバイスに電流を流す必要はないから、スピンデバイスへ電流が流れ込むことを抑制しつつ、スピン流を注入することができる。また、スピンデバイスへ電流を流す必要がなく、スピンデバイスが絶縁体により形成されているときでも、スピン流を注入することができる。
【００３１】
また、先端部２０ａの第２層２６の表面２６ａをスピン圧が発生しているスピンデバイスに接触させると、スピン拡散によりスピンが第１層２４と第２層２６との界面に流れて、第１層２４と第２層２６との間に起電力が生じると考えられる。このとき、流れる電流は、スピンデバイスに発生しているスピン圧に比例するから、第１層２４と第２層２６との間に生じる電圧もしくは第１層２４と第２層２６との間に流れる電流を測定することにより、スピンデバイスのスピン圧を測定することができると考えられる。
【００３２】
続いて、プローブ２０の製造方法について説明する。図１１は、プローブ２０の製造フローの一例を示すフローチャートである。
【００３３】
最初に、Ｓｉ（シリコン）から形成された基板６０にＮｉ（ニッケル）からなるＮｉ層６２を形成する（ステップＳ１００）。図１２は、ステップＳ１００の工程を実行した後の基板６０の様子を説明するための説明図である。Ｎｉ層６２は、厚さが１００ｎｍのＮｉ（ニッケル）を基板６０に堆積させ、ＥＢリソグラフィ法を用いて、基板６０の中央部に長手方向の長さが長さＬ１の２倍，短手方向の長さが長さＬ２の２倍の略矩形状となるように形成されている。
【００３４】
続いて、Ｎｉ層６２が形成された基板６０にＣｕ（銅）からなるＣｕ層６４を形成する（ステップＳ１１０）。図１３は、ステップＳ１１０の工程を実行した後の基板６０，Ｎｉ層６２，Ｃｕ層６４の様子を説明するための説明図である。Ｃｕ層６４は、厚さが所定厚さＤ２となるようにＣｕ（銅）を堆積させ、ＥＢリソグラフィ法を用いて、基板６０の中央部に、長手方向がＮｉ層６２の長手方向と９０度の角度をなし、長手方向の長さが長さＬ３の２倍、短手方向の長さが長さＬ４の２倍の略矩形状となるように形成されている。
【００３５】
次に、ステルスダイシング装置によるステルスダイシング法を用いて、Ｎｉ層６２，Ｃｕ層６４とが形成された基板６０をＮｉ層６２，Ｃｕ層６４が積層している部分で分割して（ステップＳ１２０）、製造を終了する。図１４は、ステップＳ１２０の工程で基板６０を分割した後の様子を説明するための説明図である。こうした工程により、図示するように、２つのプローブ２０と、プローブ２０と線対称に第１層２４，第２層２６が配置された２つのプローブ１２０とを製造することができる。なお、プローブ１２０は、プローブ２０と同様に、第１層２４，第２層２６との間に電流を流すことによりスピンデバイスにスピン流を注入したり、スピンデバイスのスピン圧を第１層２４，第２層２６の間の電圧または電流として測定するプローブとして機能することができる。
【００３６】
以上説明した実施例のプローブ２０によれば、先端部２０ａに、基板２２と、Ｎｉにより形成した第１層２４と、Ｃｕにより厚さが所定厚さＤ２（スピンが緩和するよりも薄い厚さ）となるように形成した第２層２６と、をこの順に積層することにより、スピンデバイスへ電流が流れ込むことを抑制しつつスピン流を注入したり、スピンデバイスのスピン圧を測定することが可能なプローブを提供することができる。
【００３７】
また、実施例のプローブ２０の製造方法によれば、Ｓｉにより形成された基板６０の表面に、Ｎｉ層６２を形成し、Ｎｉ層６２が形成された基板２２の表面に、一部がＮｉ層６２に重なるように、Ｃｕにより厚さが所定厚さＤ２のＣｕ層６４を形成し、ステルスダイシング装置によって、Ｎｉ層６２，Ｃｕ層６４を形成した基板２２を、Ｎｉ層６２とＣｕ層６４とが積層された部分で分割する。これにより、プローブ２０を製造することができる。
【００３８】
実施例のプローブ２０では、長板状の基板２２の端部に第１層２４と第２層２６とを積層しているが、プローブ２０の先端部２０ａに基板２２と第１層２４と第２層２６との積層構造を形成すればよいから、例えば、基板２２の図１における長手方向の長さを長さＬ１とし、基板２２と第１層２４と第２層２６とを積層したものを別の長板状の部材の端部に取り付けてもよい。
【００３９】
実施例のプローブ２０の製造方法では、ステルスダイシング装置によって、Ｎｉ層６２，Ｃｕ層６４を形成した基板２２を、Ｎｉ層６２とＣｕ層６４とが積層された部分で分割している。しかしながら、Ｎｉ層６２，Ｃｕ層６４を形成した基板２２を、Ｎｉ層６２とＣｕ層６４とが積層された部分で分割する手法としてはステルスダイシング装置によるものに限定されたものではなく、例えば、劈開など、Ｎｉ層６２とＣｕ層６４とが積層された部分を分割する手法であればいかなる手法でも構わない。
【００４０】
実施例のプローブ２０では、第１層２４，第２層２６を略矩形状に形成し、一方の端部が第１層２４の一方の端部に重なるように配置し、プローブ２０の先端部２０ａの第２層２６の表面２６ａをスピンデバイスに接触させた状態で第１層２４，第２層２６に電流を流すことにより、スピンデバイスにスピン流を注入している。このとき、第２層２６の表面２６ａには、電位勾配が生じて、この電位勾配によりスピンデバイスに局所的な電流が生じてしまう。こうした不都合を抑制するために、図１５，図１６に例示する変形例のプローブ２２０の先端部２２０ａのように、Ｃｕにより形成される第２層２２６を略Ｌ字形状として、略Ｌ字の屈曲している部分と基板２２との間にＮｉにより形成された第１層２２４を配置し、第１層２２４と第２層２２６の略Ｌ字の両端との間に電流を流してもよい。第２層２２６には２方向から電流が流れるから、プローブ２０のように第２層２６に１方向から電流を流すものに比して、第１層２２４と第２層２２６とが積層されている部分における電位勾配をより小さくすることができる。これにより、第２層２２６の表面２２６ａをスピンデバイスに接触させたときに、スピンデバイスに局所的に電流が流れることを抑制できる。また、図１７，図１８に例示する変形例のプローブ３２０の先端部３２０ａのように、第１層２２４と基板２２との間にＣｕ（銅）やＡｇ（銀），Ａｌ（アルミニウム），Ａｕ（金）などの第１層２２４を形成する磁性体よりも電気伝導度が高い導電性を有する第３層３２８を形成してもよい。この場合、第２層２２６の両端と第３層３２８との間に電流を流すことにより、スピンデバイスに局所的に電流が流れることをより抑制することができる。なお、変形例のプローブ３２０は、図１１に例示した製造フローにおいて、ステップＳ１００の処理において、基板６０に、Ｃｕ（銅）やＡｇ（銀），Ａｌ（アルミニウム），Ａｕ（金）などの第１層２２４を形成する磁性体よりも電気伝導度が高い導電性を有する高導電体層を形成した後に、Ｎｉ層６２を形成することにより、製造すればよい。
【００４１】
実施例のプローブ２０や変形例のプローブ２２０，３２０では、第２層２６，２２６を、一部が第１層２４，２２４と重なるよう形成しているが、第１層２４，２２４と第２層２６，２２６とを同一の形状に形成して、第２層２６，２２６の全てが第１層２４，２２４と重なるように形成してもよい。この場合、第１層２４，２２４，第２層２６，２２６と電流源３０とを接続する配線などを設けてもよい。
【００４２】
実施例のプローブ２０や変形例のプローブ２２０，３２０では、基板２２を、Ｓｉにより形成しているが、他の半導体や絶縁体により形成してもよい。
【００４３】
実施例のプローブ２０や変形例のプローブ２２０，３２０では、第１層２４，２２４をＮｉにより形成しているが、導電性のある磁性体であればいかなるもので形成してもよく、例えば、Ｃｏ（コバルト），Ｆｅ（鉄），Ｇｄ（ガドニウム），ＦｅＮｉ合金，パーマロイ、ミューメタル、サマリウムコバルト、Ｎｄ（ネオジウム），Ａｌ−Ｎｉ−Ｃｏ，フェライトのうちのいずれかにより形成してもよい。
【００４４】
実施例のプローブ２０や変形例のプローブ２２０，３２０では、第２層２６，２２６をＣｕにより形成しているが、導電性のある非磁性体であればいかなるもので形成してもよく、例えばＡｇ，Ａｌ（アルミニウム），Ａｕ，Ｐｔ（白金），Ｒｈ（ロジウム），Ｐｄ（パラジウム），Ｉｒ（イリジウム），Ｒｕ（ルテニウム），Ｏｓ（オスミウム），Ａｌ−Ｃｕ，Ｃｕ−Ｓｎ（スズ），Ｃｕ−Ａｕ，Ｃｕ−Ｂｅ（ベリリウム）のうちのいずれかにより形成してもよい。
【００４５】
以上、本発明を実施するための形態について実施例を用いて説明したが、本発明はこうした実施例に何等限定されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲内において、種々なる形態で実施し得ることは勿論である。
【産業上の利用可能性】
【００４６】
本発明は、プローブの製造産業などに利用可能である。
【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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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【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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【国際調査報告】
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