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(19)【発行国】日本国特許庁(JP)
(12)【公報種別】特許公報(B2)
(11)【特許番号】
(24)【登録日】2024-04-05
(45)【発行日】2024-04-15
(54)【発明の名称】電磁波発生装置
(51)【国際特許分類】
H01S 1/02 20060101AFI20240408BHJP
【ＦＩ】
H01S1/02
【請求項の数】
12
(21)【出願番号】P 2021129792
(22)【出願日】2021-08-06
(65)【公開番号】P2023023876
(43)【公開日】2023-02-16
【審査請求日】2023-03-13
(73)【特許権者】
【識別番号】000003078
【氏名又は名称】株式会社東芝
(74)【代理人】
【識別番号】110004026
【氏名又は名称】弁理士法人ｉＸ
(72)【発明者】
【氏名】喜々津 哲
(72)【発明者】
【氏名】中川 裕治
【審査官】右田 昌士
(56)【参考文献】
【文献】特表２０１５－５２０９５１（ＪＰ，Ａ）
【文献】特表２０１７－５１００３２（ＪＰ，Ａ）
【文献】国際公開第２０１６／１２４２６９（ＷＯ，Ａ１）
【文献】特開２０１５－１４２１０１（ＪＰ，Ａ）
【文献】特表２０１７－５１３０５９（ＪＰ，Ａ）
【文献】特開平０８－０９６９９７（ＪＰ，Ａ）
(58)【調査した分野】(Int.Cl.，ＤＢ名)
Ｈ０１Ｓ １／００ － ５／５０
Ｇ０２Ｂ １／００ － １／１２５
Ｇ０２Ｂ １／２１ － ７／００
(57)【特許請求の範囲】
【請求項1】
第１電極と、第２電極と、
導電部材であって、前記導電部材は、前記第１電極と対向する第１部分と、前記第２電極と対向する第２部分と、前記第１部分と前記第２部分との間に設けられた第３部分と、を含む、前記導電部材と、
第１積層体であって、前記第１積層体は、第１方向に沿って並ぶ複数の第１磁性層と、複数の第１非磁性層と、を含み、前記複数の第１非磁性層の１つは、前記第１方向において、前記複数の第１磁性層の１つと、前記複数の第１磁性層の別の１つと、の間にあり、前記第３部分から前記第１積層体への方向は、前記第１方向と交差した、前記第１積層体と、
を含む素子部を備え、
前記第１部分から前記第２部分への方向は、前記第１方向に対して傾斜した、電磁波発生装置。
【請求項2】
第１回路を含む回路部さらに備え、前記第１回路は、前記第１電極と前記第２電極との間に第１電圧を印加可能であり、
前記第１電圧は、交番電圧またはパルス電圧である、請求項１に記載の電磁波発生装置。
【請求項3】
前記素子部は、絶縁部材をさらに含み、前記絶縁部材の一部は前記第１電極と前記第１部分との間にあり、
前記絶縁部材の別の一部は前記第２電極と前記第２部分との間にある、請求項１または２に記載の電磁波発生装置。
【請求項4】
第１電極と、第２電極と、
導電部材であって、前記導電部材は、前記第１電極と対向する第１部分と、前記第２電極と対向する第２部分と、前記第１部分と前記第２部分との間に設けられた第３部分と、を含む、前記導電部材と、
第１積層体であって、前記第１積層体は、第１方向に沿って並ぶ複数の第１磁性層と、複数の第１非磁性層と、を含み、前記複数の第１非磁性層の１つは、前記第１方向において、前記複数の第１磁性層の１つと、前記複数の第１磁性層の別の１つと、の間にあり、前記第３部分から前記第１積層体への方向は、前記第１方向と交差した、前記第１積層体と、
を含む素子部と、
回路部と、
を備え、
前記回路部は、第３回路をさらに含み、
前記第３回路は、前記導電部材と前記第１積層体との間に第３電圧を印加可能であり、
前記第３電圧は、直流成分を含む、電磁波発生装置。
【請求項5】
第１電極と、第２電極と、
導電部材であって、前記導電部材は、前記第１電極と対向する第１部分と、前記第２電極と対向する第２部分と、前記第１部分と前記第２部分との間に設けられた第３部分と、を含む、前記導電部材と、
第１積層体であって、前記第１積層体は、第１方向に沿って並ぶ複数の第１磁性層と、複数の第１非磁性層と、を含み、前記複数の第１非磁性層の１つは、前記第１方向において、前記複数の第１磁性層の１つと、前記複数の第１磁性層の別の１つと、の間にあり、前記第３部分から前記第１積層体への方向は、前記第１方向と交差した、前記第１積層体と、
を含む素子部と、
回路部と、
を備え、
前記素子部は、磁性部材をさらに含み、
前記第３部分は、前記磁性部材と前記第１積層体との間にあり、
前記回路部は、第２回路をさらに含み、
前記第２回路は、前記導電部材と前記磁性部材との間に第２電圧を印加可能であり、
前記第２電圧は、直流成分を含む、電磁波発生装置。
【請求項6】
第１電極と、第２電極と、
導電部材であって、前記導電部材は、前記第１電極と対向する第１部分と、前記第２電極と対向する第２部分と、前記第１部分と前記第２部分との間に設けられた第３部分と、を含む、前記導電部材と、
第１積層体であって、前記第１積層体は、第１方向に沿って並ぶ複数の第１磁性層と、複数の第１非磁性層と、を含み、前記複数の第１非磁性層の１つは、前記第１方向において、前記複数の第１磁性層の１つと、前記複数の第１磁性層の別の１つと、の間にあり、前記第３部分から前記第１積層体への方向は、前記第１方向と交差した、前記第１積層体と、
を含む素子部と、
第１回路を含む回路部と、
を備え、
前記第１回路は、前記第１電極と前記第２電極との間に第１電圧を印加可能であり、
前記第１電圧は、交番電圧またはパルス電圧であり、
前記素子部は、絶縁部材をさらに含み、
前記絶縁部材の一部は前記第１電極と前記第１部分との間にあり、
前記絶縁部材の別の一部は前記第２電極と前記第２部分との間にあり、
前記第１部分は、前記第１電極と誘導結合し、
前記第２部分は、前記第２電極と誘導結合する、電磁波発生装置。
【請求項7】
第１電極と、第２電極と、
導電部材であって、前記導電部材は、前記第１電極と対向する第１部分と、前記第２電極と対向する第２部分と、前記第１部分と前記第２部分との間に設けられた第３部分と、を含む、前記導電部材と、
第１積層体であって、前記第１積層体は、第１方向に沿って並ぶ複数の第１磁性層と、複数の第１非磁性層と、を含み、前記複数の第１非磁性層の１つは、前記第１方向において、前記複数の第１磁性層の１つと、前記複数の第１磁性層の別の１つと、の間にあり、前記第３部分から前記第１積層体への方向は、前記第１方向と交差した、前記第１積層体と、
を含む素子部を備え、
前記素子部は、磁性部材をさらに含み、
前記第３部分は、前記第１方向と交差する方向において前記磁性部材と前記第１積層体との間にある、電磁波発生装置。
【請求項8】
前記第１部分から前記第２部分への方向は、前記第１方向に対して傾斜した、請求項２～７のいずれか１つに記載の電磁波発生装置。
【請求項9】
前記複数の第１磁性層のうちの１つの前記第１方向に沿う厚さは、１ｎｍ以上２０ｎｍ以下であり、前記複数の第１非磁性層のうちの１つの前記第１方向に沿う厚さは、０．３ｎｍ以上２ｎｍ以下である、請求項１～８のいずれか１つに記載の電磁波発生装置。
【請求項10】
前記導電部材は、グラフェン、グラファイト、カーボンナノチューブ、カーボンナノファイバよりなる群から選択された少なくとも１つを含む、請求項１～９のいずれか１つに記載の電磁波発生装置。
【請求項11】
前記素子部は、第２積層体をさらに含み、前記第３部分は、前記第２積層体と前記第１積層体との間にあり、
前記第２積層体は、前記第１方向に沿って並ぶ複数の第２磁性層と、複数の第２非磁性層と、を含み、前記複数の第２非磁性層の１つは、前記第１方向において前記複数の第２磁性層の１つと前記複数の第２磁性層の別の１つと間にある、請求項１～１０のいずれか１つに記載の電磁波発生装置。
【請求項12】
第１電極と、第２電極と、
導電部材であって、前記導電部材は、前記第１電極と対向する第１部分と、前記第２電極と対向する第２部分と、前記第１部分と前記第２部分との間に設けられた第３部分と、を含む、前記導電部材と、
第１積層体であって、前記第１積層体は、第１方向に沿って並ぶ複数の第１磁性層と、複数の第１非磁性層と、を含み、前記第１磁性層及び前記第１非磁性層は、前記第１方向において交互に並び、前記複数の第１磁性層は、反強磁性結合し、前記第３部分から前記第１積層体への方向は、前記第１方向と交差した、前記第１積層体と、
を含む素子部を備え、電磁波発生装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
本発明の実施形態は、電磁波発生装置に関する。
【背景技術】
【0002】
例えば、グラフェン物質などを用いて光などの電磁波を発生する電磁波発生装置がある。電磁波発生装置において効率の向上が望まれる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【0003】
【文献】特表２０１５－５２０９５１号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【0004】
実施形態は、効率の向上が可能な電磁波発生装置を提供する。
【課題を解決するための手段】
【0005】
実施形態によれば、電磁波発生装置は、素子部を含む。前記素子部は、第１電極、第２電極、導電部材及び第１積層体を含む。前記導電部材は、前記第１電極と対向する第１部分と、前記第２電極と対向する第２部分と、前記第１部分と前記第２部分との間に設けられた第３部分と、を含む。前記第１積層体は、第１方向に沿って並ぶ複数の第１磁性層と、複数の第１非磁性層と、を含む。前記複数の第１非磁性層の１つは、前記第１方向において、前記複数の第１磁性層の１つと、前記複数の第１磁性層の別の１つと、の間にある。前記第３部分から前記第１積層体への方向は、前記第１方向と交差する。
【図面の簡単な説明】
【0006】
【発明を実施するための形態】
【0007】
以下に、本発明の各実施の形態について図面を参照しつつ説明する。
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率などは、必ずしも現実のものと同一とは限らない。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率が異なって表される場合もある。
本願明細書と各図において、既出の図に関して前述したものと同様の要素には同一の符号を付して詳細な説明は適宜省略する。
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率などは、必ずしも現実のものと同一とは限らない。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率が異なって表される場合もある。
本願明細書と各図において、既出の図に関して前述したものと同様の要素には同一の符号を付して詳細な説明は適宜省略する。
【0008】
（第１実施形態）
図１（ａ）及び図１（ｂ）は、第１実施形態に係る電磁波発生装置を例示する模式図である。
図１（ａ）は、斜視図である。図１（ｂ）は、図１（ａ）のＡ１－Ａ２線断面図である。
図１（ａ）に示すように、実施形態に係る電磁波発生装置１１０は、素子部１５を含む。電磁波発生装置１１０は、回路部７０をさらに含んでも良い。
図１（ａ）及び図１（ｂ）は、第１実施形態に係る電磁波発生装置を例示する模式図である。
図１（ａ）は、斜視図である。図１（ｂ）は、図１（ａ）のＡ１－Ａ２線断面図である。
図１（ａ）に示すように、実施形態に係る電磁波発生装置１１０は、素子部１５を含む。電磁波発生装置１１０は、回路部７０をさらに含んでも良い。
【0009】
素子部１５は、第１電極５１、第２電極５２、導電部材２０及び第１積層体１１Ｓを含む。
【0010】
図１（ａ）及び図１（ｂ）に示すように、導電部材２０は、第１部分２１、第２部分２２及び第３部分２３を含む。第１部分２１は、第１電極５１と対向する。第２部分２２は、第２電極５２と対向する。第３部分２３は、第１部分２１と第２部分２２との間に設けられる。これらの部分の互いの境界は、明確でも不明確でも良い。
【0011】
第１積層体１１Ｓは、第１方向に沿って並ぶ複数の第１磁性層１１と、複数の第１非磁性層１１ｎと、を含む。第１方向は、例えば、積層方向に対応する。
【0012】
この例では、第１方向は、例えば、Ｘ軸方向である。Ｘ軸方向に対して垂直な１つの方向をＺ軸方向とする。Ｘ軸方向及びＺ軸方向に対して垂直な方向をＹ軸方向とする。
【0013】
複数の第１非磁性層１１ｎの１つは、第１方向において、複数の第１磁性層１１の１つと、複数の第１磁性層１１の別の１つと、の間にある。複数の第１磁性層１１の１つは、第１方向において、複数の第１非磁性層１１ｎの１つと、複数の第１非磁性層１１ｎの別の１つと、の間にある。第３部分２３から第１積層体１１Ｓへの方向（第２方向）は、第１方向（Ｘ軸方向）と交差する。この例では、例えば、第３部分２３から第１積層体１１Ｓへの第２方向は、Ｚ軸方向に沿う。
【0014】
複数の第１磁性層１１のそれぞれは、Ｙ－Ｚ平面に沿って広がる層状である。複数の第１非磁性層１１ｎのそれぞれは、Ｙ－Ｚ平面に沿って広がる層状である。例えば、第１磁性層１１及び第１非磁性層１１ｎは交互に並ぶ。
【0015】
複数の第１磁性層１１は、例えば、反強磁性結合する。複数の第１磁性層１１は、例えば、静磁界結合しても良い。
【0016】
図１（ｂ）に示すように、例えば、複数の第１磁性層１１において、磁化１１Ｍは互いに逆向きとなる。磁化１１Ｍは、例えば第２方向（例えばＺ軸方向）に沿う成分を有する。複数の第１磁性層１１の磁化１１Ｍにより磁界ＭＦが生じる。磁界ＭＦは、導電部材２０に印加される。磁界ＭＦの向きは、複数の第１磁性層１１のそれぞれに対応する位置において、交互に逆向きとなる。交互に逆向きの磁界ＭＦが導電部材２０に印加される。
【0017】
この状態で、導電部材２０に例えば交番電界が印加されると、導電部材２０中の電子は、交番電界で加速され、磁界ＭＦの相互作用を受ける。これにより、導電部材２０から電磁波が出射する。出射する電磁波は、例えば光である。光の波長は、例えば、１００ｎｍ以上３μｍ以下などである。１つの例において、電磁波発生装置１１０は、発光装置である。
【0018】
実施形態においては、第１積層体１１Ｓに基づく磁界ＭＦが導電部材２０に印加される。上記のように、複数の第１磁性層１１の間に第１非磁性層１１ｎが設けられる。このような構成により、短い距離の間で交互に逆向きの磁界ＭＦを導電部材２０に印加することができる。上記の構成により、局所的に高い強度の磁界ＭＦを導電部材２０に印加することができる。これより、高強度の電磁波（例えば光）が得られる。実施形態によれば、効率の向上が可能な電磁波発生装置を提供できる。
【0019】
複数の第１磁性層１１は、例えば、Ｎｉ、Ｃｏ及びＦｅよりなる群から選択された少なくとも１つを含む。複数の第１磁性層１１は、例えば、ＮｉＦｅ、ＦｅＣｏ、ＣｏＺｒＮｂ、ＦｅＳｉ、ＦｅＺｒＮ、ＣｏＰｔ、ＣｏＣｒ、及び、ＦｅＰｔよりなる群から選択された少なくとも１つを含む。
【0020】
複数の第１非磁性層１１ｎは、例えば、第１材料または第２材料を含む。第１材料は、Ｒｕ、Ｉｒ及びＲｈよりなる群から選択された少なくとも１つを含む。第２材料は、Ｃｕ及びＡｇよりなる群から選択された少なくとも１つを含む。複数の第１非磁性層１１ｎが第１材料を含む場合、複数の第１磁性層１１は、反強磁性結合する。複数の第１非磁性層１１ｎが第２材料を含む場合、複数の第１磁性層１１は、静磁界結合する。
【0021】
複数の第１磁性層１１の１つの第１方向（この例では、Ｘ軸方向）に沿う厚さｔ１（図１（ｂ）参照）は、例えば、１ｎｍ以上２０ｎｍ以下であることが好ましい。厚さｔ１が１ｎｍ以上であることで、例えば、局所的に高い強度の磁界ＭＦを導電部材２０に印加することが容易になる。厚さｔ１が２０ｎｍ以下であることで、例えば、第２方向（例えばＺ軸方向）に沿って均一な磁化状態を得ることが容易になる。例えば、Ｚ－Ｙ平面内で均一な磁化状態を得ることが容易になる。
【0022】
複数の第１非磁性層１１ｎの１つの第１方向（この例ではＸ軸方向）に沿う厚さｔｎ１（図１（ｂ）参照））は、例えば、０．３ｎｍ以上２ｎｍ以下であることが好ましい。厚さｔｎ１が０．３ｎｍ以上であることで、例えば、交互に逆向きの磁界ＭＦを導電部材２０に印加することが容易になる。厚さｔｎ１が２ｎｍ以下であることで、例えば、複数の第１磁性層１１の磁化１１Ｍの向きを交互に逆向きにすることが容易になる。
【0023】
実施形態において、上記の厚さが適用されることで、例えば、低い電圧で短波長の電磁波を得ることが可能である。上記の厚さが適用されることで、例えば、大きな積層数が得られる。これにより、電子が磁界ＭＦの相互作用を受ける回数を増やすことが可能になる。例えば、１００～１０００の回数が得られる。これにより、高い強度が得られる。例えば、高輝度の光が得られる。
【0024】
図１（ｂ）に示すように、複数の第１磁性層１１の別の１つは、複数の第１磁性層１１のうちで複数の第１磁性層の１つに最も近いとする。このとき、複数の第１磁性層１１の上記の１つの磁化１１Ｍは、複数の第１磁性層１１の上記の別の１つの磁化１１Ｍと逆の向きの成分を含む。
【0025】
図１（ｂ）に示すように、第１部分２１は、第１電極５１から離れて良い。第２部分２２は、第２電極５２から離れて良い。第１部分２１は、例えば、第１電極５１と誘導結合する。第２部分２２は、第２電極５２と誘導結合する。第１電極５１と第２電極５２との間に印加された電圧（交番電界またはパルス電圧など）が第１部分２１と第２部分２２との間に印加される。例えば、電極と導電部材２０との間のオーミックコンタクトが不要である。製造が容易である。例えば、高い耐久性が得易い。例えば、後述するように、１つの例において、導電部材２０は、グラフェンなどを含む。グラフェンとのオーミックコンタクトを得ることは実用的に困難な場合がある。電極と導電部材２０とが離れオーミックコンタクトを不要とする構成により、安定した接続が得易い。
【0026】
第１部分２１と第１電極５１との間の距離ｄ５１（図１（ｂ）参照）は、例えば、１ｎｍ以上１０００ｎｍ以下で良い。第２部分２２と第２電極５２との間の距離ｄ５２（図１（ｂ）参照）は、例えば、１ｎｍ以上１０００ｎｍ以下で良い。
【0027】
第３部分２３と第１積層体１１Ｓとの間の距離ｄ１（図１（ｂ）参照）は、例えば、０．２ｎｍ以上１００ｎｍ以下で良い。導電部材２０の厚さｔ３（図１（ｂ）参照）は、例えば、０．２ｎｍ以上１００ｎｍ以下で良い。厚さｔ３は、第３部分２３から第１積層体１１Ｓへの方向（この例ではＺ軸方向）に沿う長さである。
【0028】
導電部材２０は、例えば、グラフェン様物質を含む。これにより、例えば、高い効率が得易い。導電部材２０は、例えば、グラフェン、グラファイト、カーボンナノチューブ、カーボンナノファイバよりなる群から選択された少なくとも１つを含む。導電部材２０がグラフェンを含む１つの例において、グラフェンの層面は、Ｘ－Ｙ平面に沿って良い。
【0029】
導電部材２０は、例えば、ＭｏＳ２、ＷＳ２、ｈ－ＢＮ(hexagonal Boron Nitride)、及び、Germananeよりなる群から選択された少なくとも１つを含む。導電部材２０が上記の材料を含むことで、例えば、高い効率が得易い。
【0030】
図１（ａ）に示すように、電磁波発生装置１１０は、回路部７０を含んでも良い。回路部７０は、第１回路７１を含む。第１回路７１は、第１電極５１と第２電極５２との間に第１電圧Ｖ１を印加可能である。第１電圧Ｖ１は、交番電圧またはパルス電圧である。交番電圧を印加する際の第１電圧Ｖ１の周波数（周期の逆数）は、例えば、１０Ｈｚ以上１ＭＨｚ以下である。上記のように、第１電極５１と第２電極５２との間に第１電圧Ｖ１が印加されたときに、導電部材２０から電磁波（例えば光）が出射する。
【0031】
図２（ａ）及び図２（ｂ）は、第１実施形態に係る電磁波発生装置を例示する模式図である。
図２（ａ）は、斜視図である。図２（ｂ）は、図２（ａ）のＡ１－Ａ２線断面図である。
図２（ａ）及び図２（ｂ）に示すように、実施形態に係る電磁波発生装置１１１において、素子部１５は、磁性部材３０をさらに含む。電磁波発生装置１１１におけるこれを除く構成は、電磁波発生装置１１０における構成と同様で良い。
図２（ａ）は、斜視図である。図２（ｂ）は、図２（ａ）のＡ１－Ａ２線断面図である。
図２（ａ）及び図２（ｂ）に示すように、実施形態に係る電磁波発生装置１１１において、素子部１５は、磁性部材３０をさらに含む。電磁波発生装置１１１におけるこれを除く構成は、電磁波発生装置１１０における構成と同様で良い。
【0032】
電磁波発生装置１１１において、第３部分２３は、磁性部材３０と第１積層体１１Ｓとの間にある。磁性部材３０が設けられることで、複数の第１磁性層１１に基づく磁界ＭＦが、導電部材２０に、より効率的に印加される。より高い効率が得易い。
【0033】
磁性部材３０は、例えば、軟磁性体を含む。磁性部材３０は、例えば、ＮｉＦｅ、ＮｉＦｅ、ＦｅＣｏ、ＣｏＺｒＮｂ、ＦｅＳｉ及びＦｅＺｒＮよりなる群から選択された少なくとも１つを含む。
【0034】
図３は、第１実施形態に係る電磁波発生装置を例示する模式的断面図である。
図３に示すように、実施形態に係る電磁波発生装置１１２において、第１電極５１及び第２電極５２の位置が電磁波発生装置１１１とは異なる。電磁波発生装置１１２におけるこれを除く構成は、電磁波発生装置１１０または電磁波発生装置１１１における構成と同様で良い。
図３に示すように、実施形態に係る電磁波発生装置１１２において、第１電極５１及び第２電極５２の位置が電磁波発生装置１１１とは異なる。電磁波発生装置１１２におけるこれを除く構成は、電磁波発生装置１１０または電磁波発生装置１１１における構成と同様で良い。
【0035】
電磁波発生装置１１２においては、第３部分２３から第１積層体１１Ｓへの第２方向（この例ではＺ軸方向）における第１電極５１の少なくとも一部の位置は、第２方向における導電部材２０の位置と、第２方向における第１積層体１１Ｓの少なくとも一部の位置と、の間にある。電磁波発生装置１１２においても、高い効率が得られる。
【0036】
図４は、第１実施形態に係る電磁波発生装置を例示する模式的断面図である。
図４に示すように、実施形態に係る電磁波発生装置１１３において、素子部１５は絶縁部材４０を含む。電磁波発生装置１１３におけるこれを除く構成は、電磁波発生装置１１０における構成と同様で良い。
図４に示すように、実施形態に係る電磁波発生装置１１３において、素子部１５は絶縁部材４０を含む。電磁波発生装置１１３におけるこれを除く構成は、電磁波発生装置１１０における構成と同様で良い。
【0037】
電磁波発生装置１１３において、絶縁部材４０の一部（絶縁領域４１）は、第１電極５１と第１部分２１との間にある。絶縁部材４０の別の一部（絶縁領域４２）は、第２電極５２と第２部分２２との間にある。
【0038】
絶縁部材４０の少なくとも一部（絶縁領域４３）は、第１積層体１１Ｓと第３部分２３との間にある。絶縁部材４０は、例えば、酸化シリコン、窒化シリコン及び酸化アルミニウムよりなる群から選択された少なくとも１つなどの材料を含む。絶縁部材４０が設けられることで、導電部材２０及び第１積層体１１Ｓの構造が安定する。
【0039】
図５は、第１実施形態に係る電磁波発生装置を例示する模式的断面図である。
図５に示すように、実施形態に係る電磁波発生装置１１４において、素子部１５は、磁性部材３０及び絶縁部材４０を含む。電磁波発生装置１１４におけるこれを除く構成は、電磁波発生装置１１０における構成と同様で良い。
図５に示すように、実施形態に係る電磁波発生装置１１４において、素子部１５は、磁性部材３０及び絶縁部材４０を含む。電磁波発生装置１１４におけるこれを除く構成は、電磁波発生装置１１０における構成と同様で良い。
【0040】
絶縁部材４０の少なくとも一部（絶縁領域４３）は、第１積層体１１Ｓと第３部分２３との間にある。絶縁部材４０の別の一部（絶縁領域４４）は、磁性部材３０と第３部分２３との間にある。
【0041】
図６は、第１実施形態に係る電磁波発生装置を例示する模式的斜視図である。
図６に示すように、実施形態に係る電磁波発生装置１１５において、素子部１５は、第２積層体１２Ｓを含む。電磁波発生装置１１５におけるこれを除く構成は、電磁波発生装置１１０における構成と同様で良い。
図６に示すように、実施形態に係る電磁波発生装置１１５において、素子部１５は、第２積層体１２Ｓを含む。電磁波発生装置１１５におけるこれを除く構成は、電磁波発生装置１１０における構成と同様で良い。
【0042】
電磁波発生装置１１５において、第３部分２３は、第２積層体１２Ｓと第１積層体１１Ｓとの間にある。第２積層体１２Ｓは、第１方向（この例においてはＸ軸方向）に沿って並ぶ複数の第２磁性層１２と、複数の第２非磁性層１２ｎと、を含む。複数の第２非磁性層１２ｎの１つは、第２方向（例えばＸ軸方向）において、複数の第２磁性層１２の１つと、複数の第２磁性層１２の別の１つと間にある。複数の第２磁性層１２の１つは、第２方向（例えばＸ軸方向）において、複数の第２非磁性層１２ｎの１つと、複数の第２非磁性層１２ｎの別の１つと間にある。
【0043】
第１積層体１１Ｓ及び第２積層体１２Ｓにより生じる磁界ＭＦが導電部材２０に印加される。安定した高強度の磁界ＭＦが得られる。効率の向上が可能な電磁波発生装装置が提供できる。
【0044】
複数の第２磁性層１２の１つから複数の第１磁性層１１の１つへの方向は、第３部分２３から第１積層体１１Ｓへの方向（第２方向）に沿う。第２方向は、例えば、Ｚ軸方向に対応する。
【0045】
第１積層体１１Ｓ、第２積層体１２Ｓ及び導電部材２０の構造は、例えば、第１積層体１１Ｓ及び第２積層体１２Ｓとなる積層体を形成し、その積層体にトレンチを形成し、トレンチのなかに導電部材２０を埋め込むことで形成できる。
【0046】
電磁波発生装置１１５において、素子部１５は絶縁部材４０を含んでも良い。絶縁部材４０の一部（絶縁領域４３）は、第１積層体１１Ｓと第３部分２３との間に設けられる。絶縁部材４０の別の一部（絶縁領域４５）は、第２積層体１２Ｓと第３部分２３との間に設けられる。
【0047】
図７は、第１実施形態に係る電磁波発生装置を例示する模式的断面図である。
図７に示すように、実施形態に係る電磁波発生装置１１６において、導電部材２０の構造が上記の電磁波発生装置におけるそれとは異なる。電磁波発生装置１１６におけるこれを除く構成は、電磁波発生装置１１４における構成と同様で良い。
図７に示すように、実施形態に係る電磁波発生装置１１６において、導電部材２０の構造が上記の電磁波発生装置におけるそれとは異なる。電磁波発生装置１１６におけるこれを除く構成は、電磁波発生装置１１４における構成と同様で良い。
【0048】
図７に示すように、電磁波発生装置１１６において、第１部分２１から第２部分２２への方向は、第１方向（第１積層体１１Ｓにおける積層方向でありこの例では、Ｘ軸方向）に対して傾斜している。
【0049】
例えば、基体１７の上に第１積層体１１Ｓとなる積層体が形成される。この積層体を斜めにエッチング（テーパ加工）することで、図７に例示した第１積層体１１Ｓが得られる。この第１積層体１１Ｓの傾斜面の上に、絶縁領域４３が形成される。さらに、その上に、導電部材２０が形成される。さらに導電部材２０の上に、絶縁領域４４及び磁性部材３０が形成される。その後第１電極５１及び第２電極５２が形成される。このような方法により、電磁波発生装置１１６が得られる。
【0050】
図７に示すように、素子部１５は、積層磁性部材１８をさらに含んでも良い。積層磁性部材１８から第１積層体１１Ｓへの方向は、第１方向（この例ではＸ軸方向）に沿う。積層磁性部材１８は、例えば、ＩｒＭｎ及びＰｔＭｎよりなる群から選択された少なくとも１つを含む。例えば、積層磁性部材１８は、第１の磁性層１１と接する。積層磁性部材１８が設けられることで、複数の第１磁性層１１の磁化１１Ｍが安定化する。
【0051】
この例では、積層磁性部材１８は、基体１７と第１積層体１１Ｓとの間に設けられる。別に例において、第１積層体１１Ｓが基体１７と積層磁性部材１８との間に設けられても良い。電磁波発生装置１１５（図６参照）において、積層磁性部材１８が設けられても良い。
【0052】
図８は、第１実施形態に係る電磁波発生装置を例示する模式的断面図である。
図８に示すように、実施形態に係る電磁波発生装置１１７において、素子部１５は、第１ハーフミラー６１及び第２ハーフミラー６２を含む。電磁波発生装置１１７におけるこれを除く構成は、電磁波発生装置１１０～１１６における構成と同様で良い。
図８に示すように、実施形態に係る電磁波発生装置１１７において、素子部１５は、第１ハーフミラー６１及び第２ハーフミラー６２を含む。電磁波発生装置１１７におけるこれを除く構成は、電磁波発生装置１１０～１１６における構成と同様で良い。
【0053】
第１ハーフミラー６１と第２ハーフミラー６２との間に第３部分２３の少なくとも一部がある。第１ハーフミラー６１から第２ハーフミラー６２への方向は、第１方向（例えばＸ軸方向）に沿う。ハーフミラーが設けられることで、より高い強度（例えば輝度）が得られる。
【0054】
（第２実施形態）
図９は、第２実施形態に係る電磁波発生装置を例示する模式的断面図である。
図９に示すように、実施形態に係る電磁波発生装置１２０において、回路部７０は、第２回路７２を含む。電磁波発生装置１２０におけるこれを除く構成は、電磁波発生装置１１１、１１２、１１４及び１１６における構成と同様で良い。
図９は、第２実施形態に係る電磁波発生装置を例示する模式的断面図である。
図９に示すように、実施形態に係る電磁波発生装置１２０において、回路部７０は、第２回路７２を含む。電磁波発生装置１２０におけるこれを除く構成は、電磁波発生装置１１１、１１２、１１４及び１１６における構成と同様で良い。
【0055】
電磁波発生装置１２０において、第２回路７２は、導電部材２０及び磁性部材３０と電気的に接続される。第２回路７２は、導電部材２０と磁性部材３０との間に第２電圧Ｖ２を印加可能である。第２電圧Ｖ２は、直流成分を含む。第２回路７２は、例えばＤＣ電源を含んで良い。
【0056】
導電部材２０と磁性部材３０との間に直流成分を含む第２電圧Ｖ２が印加されることで、例えば、導電部材２０におけるエネルギーバンド構造を制御できる。例えば、導電部材２０から発生する電磁波の効率を向上できる。例えば、より高い効率での発光が得られる。
【0057】
図１０は、第２実施形態に係る電磁波発生装置を例示する模式的断面図である。
図１０に示すように、実施形態に係る電磁波発生装置１２１において、回路部７０は、第３回路７３を含む。電磁波発生装置１２１におけるこれを除く構成は、電磁波発生装置１１０～１１７における構成と同様で良い。
図１０に示すように、実施形態に係る電磁波発生装置１２１において、回路部７０は、第３回路７３を含む。電磁波発生装置１２１におけるこれを除く構成は、電磁波発生装置１１０～１１７における構成と同様で良い。
【0058】
電磁波発生装置１２１において、第３回路７３は、導電部材２０及び第１積層体１１Ｓと電気的に接続される。第３回路７３は、導電部材２０と第１積層体１１Ｓとの間に第３電圧Ｖ３を印加可能である。第３電圧Ｖ３は、直流成分を含む。直流成分を含む。第３回路７３は、例えばＤＣ電源を含んで良い。
【0059】
導電部材２０と第１積層体１１Ｓとの間に直流成分を含む第３電圧Ｖ３が印加されることで、例えば、導電部材２０におけるエネルギーバンド構造を制御できる。例えば、導電部材２０から発生する電磁波の効率を向上できる。例えば、より高い効率での発光が得られる。
【0060】
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電極と、
第２電極と、
導電部材であって、前記導電部材は、前記第１電極と対向する第１部分と、前記第２電極と対向する第２部分と、前記第１部分と前記第２部分との間に設けられた第３部分と、を含む、前記導電部材と、
第１積層体であって、前記第１積層体は、第１方向に沿って並ぶ複数の第１磁性層と、複数の第１非磁性層と、を含み、前記複数の第１非磁性層の１つは、前記第１方向において、前記複数の第１磁性層の１つと、前記複数の第１磁性層の別の１つと、の間にあり、前記第３部分から前記第１積層体への方向は、前記第１方向と交差した、前記第１積層体と、
を含む素子部を備えた電磁波発生装置。
（構成１）
第１電極と、
第２電極と、
導電部材であって、前記導電部材は、前記第１電極と対向する第１部分と、前記第２電極と対向する第２部分と、前記第１部分と前記第２部分との間に設けられた第３部分と、を含む、前記導電部材と、
第１積層体であって、前記第１積層体は、第１方向に沿って並ぶ複数の第１磁性層と、複数の第１非磁性層と、を含み、前記複数の第１非磁性層の１つは、前記第１方向において、前記複数の第１磁性層の１つと、前記複数の第１磁性層の別の１つと、の間にあり、前記第３部分から前記第１積層体への方向は、前記第１方向と交差した、前記第１積層体と、
を含む素子部を備えた電磁波発生装置。
【0061】
（構成２）
前記導電部材は、グラフェン、グラファイト、カーボンナノチューブ、カーボンナノファイバよりなる群から選択された少なくとも１つを含む、構成１に記載の電磁波発生装置。
前記導電部材は、グラフェン、グラファイト、カーボンナノチューブ、カーボンナノファイバよりなる群から選択された少なくとも１つを含む、構成１に記載の電磁波発生装置。
【0062】
（構成３）
前記導電部材は、ＭｏＳ２、ＷＳ２、ｈ－ＢＮ、及び、Germananeよりなる群から選択された少なくとも１つを含む、構成１に記載の電磁波発生装置。
前記導電部材は、ＭｏＳ２、ＷＳ２、ｈ－ＢＮ、及び、Germananeよりなる群から選択された少なくとも１つを含む、構成１に記載の電磁波発生装置。
【0063】
（構成４）
第１回路を含む回路部さらに備え、
前記第１回路は、前記第１電極と前記第２電極との間に第１電圧を印加可能であり、
前記第１電圧は、交番電圧またはパルス電圧である、構成１～３のいずれか１つに記載の電磁波発生装置。
第１回路を含む回路部さらに備え、
前記第１回路は、前記第１電極と前記第２電極との間に第１電圧を印加可能であり、
前記第１電圧は、交番電圧またはパルス電圧である、構成１～３のいずれか１つに記載の電磁波発生装置。
【0064】
（構成５）
前記第１電極と前記第２電極との間に前記第１電圧が印加されたときに、前記導電部材から電磁波が出射する、構成４に記載の電磁波発生装置。
前記第１電極と前記第２電極との間に前記第１電圧が印加されたときに、前記導電部材から電磁波が出射する、構成４に記載の電磁波発生装置。
【0065】
（構成６）
前記素子部は、絶縁部材をさらに含み、
前記絶縁部材の一部は前記第１電極と前記第１部分との間にあり、
前記絶縁部材の別の一部は前記第２電極と前記第２部分との間にある、構成１～５のいずれか１つに記載の電磁波発生装置。
前記素子部は、絶縁部材をさらに含み、
前記絶縁部材の一部は前記第１電極と前記第１部分との間にあり、
前記絶縁部材の別の一部は前記第２電極と前記第２部分との間にある、構成１～５のいずれか１つに記載の電磁波発生装置。
【0066】
（構成７）
前記素子部は、磁性部材をさらに含み、
前記第３部分は、前記磁性部材と前記第１積層体との間にある、構成１～５のいずれか１つに記載の電磁波発生装置。
前記素子部は、磁性部材をさらに含み、
前記第３部分は、前記磁性部材と前記第１積層体との間にある、構成１～５のいずれか１つに記載の電磁波発生装置。
【0067】
（構成８）
前記素子部は、磁性部材及び絶縁部材をさらに含み、
前記第３部分は、前記磁性部材と前記第１積層体との間にあり、
前記絶縁部材の少なくとも一部は、前記第１積層体と前記第３部分との間、及び、前記磁性部材と前記第３部分との間にある、構成１～５のいずれか１つに記載の電磁波発生装置。
前記素子部は、磁性部材及び絶縁部材をさらに含み、
前記第３部分は、前記磁性部材と前記第１積層体との間にあり、
前記絶縁部材の少なくとも一部は、前記第１積層体と前記第３部分との間、及び、前記磁性部材と前記第３部分との間にある、構成１～５のいずれか１つに記載の電磁波発生装置。
【0068】
（構成９）
前記回路部は、第２回路をさらに含み、
前記第２回路は、前記導電部材と前記磁性部材との間に第２電圧を印加可能であり、
前記第２電圧は、直流成分を含む、構成７または８に記載の電磁波発生装置。
前記回路部は、第２回路をさらに含み、
前記第２回路は、前記導電部材と前記磁性部材との間に第２電圧を印加可能であり、
前記第２電圧は、直流成分を含む、構成７または８に記載の電磁波発生装置。
【0069】
（構成１０）
前記素子部は、第２積層体をさらに含み、
前記第３部分は、前記第２積層体と前記第１積層体との間にあり、
前記第２積層体は、前記第１方向に沿って並ぶ複数の第２磁性層と、複数の第２非磁性層と、を含み、前記複数の第２非磁性層の１つは、前記第１方向において前記複数の第２磁性層の１つと前記複数の第２磁性層の別の１つと間にある、構成１～５のいずれか１つに記載の電磁波発生装置。
前記素子部は、第２積層体をさらに含み、
前記第３部分は、前記第２積層体と前記第１積層体との間にあり、
前記第２積層体は、前記第１方向に沿って並ぶ複数の第２磁性層と、複数の第２非磁性層と、を含み、前記複数の第２非磁性層の１つは、前記第１方向において前記複数の第２磁性層の１つと前記複数の第２磁性層の別の１つと間にある、構成１～５のいずれか１つに記載の電磁波発生装置。
【0070】
（構成１１）
前記複数の第２磁性層の前記１つから前記複数の第１磁性層の前記１つへの方向は、前記第３部分から前記第１積層体への前記方向に沿う、構成１０に記載の電磁波発生装置。
前記複数の第２磁性層の前記１つから前記複数の第１磁性層の前記１つへの方向は、前記第３部分から前記第１積層体への前記方向に沿う、構成１０に記載の電磁波発生装置。
【0071】
（構成１２）
前記素子部は絶縁部材をさらに含み、
前記絶縁部材の少なくとも一部は、前記第１積層体と前記第３部分との間、及び、前記第２積層体と前記第３部分との間にある、構成１１に記載の電磁波発生装置。
前記素子部は絶縁部材をさらに含み、
前記絶縁部材の少なくとも一部は、前記第１積層体と前記第３部分との間、及び、前記第２積層体と前記第３部分との間にある、構成１１に記載の電磁波発生装置。
【0072】
（構成１３）
前記第１部分から前記第２部分への方向は、前記第１方向に対して傾斜した、構成１～９のいずれか１つに記載の電磁波発生装置。
前記第１部分から前記第２部分への方向は、前記第１方向に対して傾斜した、構成１～９のいずれか１つに記載の電磁波発生装置。
【0073】
（構成１４）
前記複数の第１磁性層は、Ｎｉ、Ｃｏ及びＦｅよりなる群から選択された少なくとも１つを含む、構成１～１３のいずれか１つに記載の電磁波発生装置。
前記複数の第１磁性層は、Ｎｉ、Ｃｏ及びＦｅよりなる群から選択された少なくとも１つを含む、構成１～１３のいずれか１つに記載の電磁波発生装置。
【0074】
（構成１５）
前記複数の第１非磁性層は、第１材料または第２材料を含み、
前記第１材料は、Ｒｕ、Ｉｒ及びＲｈよりなる群から選択された少なくとも１つを含み、
前記第２材料は、Ｃｕ及びＡｇよりなる群から選択された少なくとも１つを含む、構成１～１４のいずれか１つに記載の電磁波発生装置。
前記複数の第１非磁性層は、第１材料または第２材料を含み、
前記第１材料は、Ｒｕ、Ｉｒ及びＲｈよりなる群から選択された少なくとも１つを含み、
前記第２材料は、Ｃｕ及びＡｇよりなる群から選択された少なくとも１つを含む、構成１～１４のいずれか１つに記載の電磁波発生装置。
【0075】
（構成１６）
前記複数の第１磁性層の前記１つの前記第１方向に沿う厚さは、１ｎｍ以上２０ｎｍ以下である、構成１～１５のいずれか１つに記載の電磁波発生装置。
前記複数の第１磁性層の前記１つの前記第１方向に沿う厚さは、１ｎｍ以上２０ｎｍ以下である、構成１～１５のいずれか１つに記載の電磁波発生装置。
【0076】
（構成１７）
前記複数の第１非磁性層の前記１つの前記第１方向に沿う厚さは、０．３ｎｍ以上２ｎｍ以下である、構成１６に記載の電磁波発生装置。
前記複数の第１非磁性層の前記１つの前記第１方向に沿う厚さは、０．３ｎｍ以上２ｎｍ以下である、構成１６に記載の電磁波発生装置。
【0077】
（構成１８）
前記素子部は、積層磁性部材をさらに含み、
前記積層磁性部材から前記第１積層体への方向は前記第１方向に沿い、
前記積層磁性部材は、ＩｒＭｎ及びＰｔＭｎよりなる群から選択された少なくとも１つを含む、構成１～１６のいずれか１つに記載の電磁波発生装置。
前記素子部は、積層磁性部材をさらに含み、
前記積層磁性部材から前記第１積層体への方向は前記第１方向に沿い、
前記積層磁性部材は、ＩｒＭｎ及びＰｔＭｎよりなる群から選択された少なくとも１つを含む、構成１～１６のいずれか１つに記載の電磁波発生装置。
【0078】
（構成１９）
前記回路部は、第３回路をさらに含み、
前記第３回路は、前記導電部材と前記第１積層体との間に第３電圧を印加可能であり、
前記第３電圧は、直流成分を含む、構成１～１８のいずれか１つに記載の電磁波発生装置。
前記回路部は、第３回路をさらに含み、
前記第３回路は、前記導電部材と前記第１積層体との間に第３電圧を印加可能であり、
前記第３電圧は、直流成分を含む、構成１～１８のいずれか１つに記載の電磁波発生装置。
【0079】
（構成２０）
前記複数の第１磁性層の前記別の１つは、前記複数の第１磁性層のうちで前記複数の第１磁性層の前記１つに最も近く、
前記複数の第１磁性層の前記１つの磁化は、前記複数の第１磁性層の前記別の１つの磁化と逆の向きの成分を含む、構成１～１９のいずれか１つに記載の電磁場発生装置。
前記複数の第１磁性層の前記別の１つは、前記複数の第１磁性層のうちで前記複数の第１磁性層の前記１つに最も近く、
前記複数の第１磁性層の前記１つの磁化は、前記複数の第１磁性層の前記別の１つの磁化と逆の向きの成分を含む、構成１～１９のいずれか１つに記載の電磁場発生装置。
【0080】
実施形態によれば、効率の向上が可能な電磁波発生装置が提供できる。
【0081】
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、電磁波発生装置に含まれる電極、導電部材、積層体、絶縁部材及び回路部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。
【0082】
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。
【0083】
その他、本発明の実施の形態として上述した電磁波発生装置を基にして、当業者が適宜設計変更して実施し得る全ての電磁波発生装置も、本発明の要旨を包含する限り、本発明の範囲に属する。
【0084】
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。
【0085】
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】
【0086】
１１、１２…第１、第２磁性層、 １１Ｍ…磁化、 １１Ｓ、１２Ｓ…第１、第２積層体、 １１ｎ、１２ｎ…第１、第２非磁性層、 １５…素子部、 １７…基体、 １８…積層磁性部材、 ２０…導電部材、 ２１～２３…第１～第３部分、 ３０…磁性部材、 ４０…絶縁部材、 ４１～４５…第１～第５絶縁領域、 ５１、５２…第１、第２電極、 ６１、６２…第１、第２ハーフミラー、 ７０…回路部、 ７１～７３…第１～第３回路、 １１０～１１６、１２０、１２１…電磁波発生装置、 ＭＦ…磁界、 Ｖ１～Ｖ３…第１～第３電圧、 ｄ１、ｄ５１、ｄ５２…距離、 ｔ１、ｔ３、ｔｎ１…厚さ
【図1】
【図2】
【図3】
【図4】
【図5】
【図6】
【図7】
【図8】
【図9】
【図10】