具体实施方式

下面，适当参照附图对磁阻效应器件进行详细说明。为了容易理解特征，以下说明中使用的附图有时为方便起见放大表示出了特征部分，各构成要素的尺寸比率等往往与实际不同。以下说明中例示的材料、尺寸等都只是一个例子，本发明不限定于此，在可实现本发明效果的范围内，可适当变更而实施。

“第一实施方式”

图1是表示第一实施方式的磁阻效应器件100的电路结构的图。磁阻效应器件100具备磁阻效应元件10、第一输入端口p1、第一信号线路20、第二输入端口p2、第二信号线路30、输出端口p3。图1所示的磁阻效应器件100还具有线路40、42、基准电位端子pr1、pr2、电感器91、电容器92。

〈磁阻效应元件〉

磁阻效应元件10具备第一强磁性层1、第二强磁性层2、间隔层3。间隔层3位于第一强磁性层1和第二强磁性层2之间。以下，有时将第一强磁性层1、第二强磁性层2及间隔层3的层叠方向简称为“层叠方向”。

第一强磁性层1例如是自由磁化层(第一自由磁化层)。第二强磁性层2例如是固定磁化层或自由磁化层(第二自由磁化层)。在第二强磁性层2作为固定磁化层发挥功能的情况下，第二强磁性层2的矫顽力例如比第一强磁性层1的矫顽力大。自由磁化层是由在施加了规定的外力时磁化方向发生变化的磁性体构成的层，固定磁化层是由在施加了规定的外力时磁化方向难以因自由磁化层而变化的磁性体构成的层。规定的外力例如是由外部磁场施加给磁化的外力。

磁阻效应元件10的层叠方向的电阻值(在层叠方向上流动电流时的电阻值)随着第一强磁性层1的磁化方向和第二强磁性层2的磁化方向的相对角的变化而变化。如果第一强磁性层1的磁化方向相对于第二强磁性层2的磁化方向的相对角发生变化，则第二强磁性层2可以是固定磁化层也可以是自由磁化层。

第一强磁性层1及第二强磁性层2包含强磁性体。例如第一强磁性层1及第二强磁性层2可使用Cr、Mn、Co、Fe、Ni等金属或含有一种以上这些金属元素的合金作为构成材料。另外，作为第一强磁性层1及第二强磁性层2，也可以使用上述金属元素和选自B、C及N中的至少一种以上元素的合金。例如，第一强磁性层1及第二强磁性层2在作为自由磁化层发挥功能的情况下，也可以具有CoFeB合金作为主成分。第一强磁性层1及第二强磁性层2也可以分别由多个层构成。

另外，第一强磁性层1及第二强磁性层2也可以是用XYZ或X₂YZ的化学组成表示的金属间化合物(惠斯勒合金)。X是元素周期表上的Co、Fe、Ni或Cu族的过渡金属元素或贵金属元素。Y是Mn、V、Cr或Ti族的过渡金属或用X表述的元素。Z是III族至V族的典型元素。例如，Co₂FeSi、Co₂MnSi、Co₂Mn_1-aFe_aAl_bSi_1-b(0≦a≦1，0≦b≦1)等作为惠斯勒合金而为人所知。

第一强磁性层1及第二强磁性层2可以是在膜面内方向上具有易磁化轴的面内磁化膜，也可以是在在垂直于膜面的方向上具有易磁化轴的垂直磁化膜。

为了将强磁性层制成面内磁化膜，用难以体现界面磁各向异性的材料构成与强磁性层接触的层。体现界面磁各向异性的材料例如可举出Ru、Cu等。另一方面，为了将强磁性层制成垂直磁化膜，用容易体现界面磁各向异性的材料构成与强磁性层接触的层。容易体现界面磁各向异性的材料例如可举出MgO、W、Ta、Mo等。与强磁性层接触的这些材料层也可以设置于强磁性层的垂直于膜面的方向的一侧。另外，也可以由将与强磁性层接触的这些材料层夹在多个强磁性层之间的层叠膜构成第一强磁性层1或第二强磁性层2。

在第二强磁性层2作为固定磁化层发挥功能的情况下，也可以以与第二强磁性层2相接的方式附加反强磁性层。另外，也可以利用由晶体构造、形状等引起的磁各向异性来固定第二强磁性层2的磁化。作为反强磁性层，可使用FeO、CoO、NiO、CuFeS₂、IrMn、FeMn、PtMn、Cr或Mn等。

间隔层3是配置于第一强磁性层1和第二强磁性层2之间的非磁性层。间隔层3用由导电体、绝缘体或半导体构成的层、或者在绝缘体中含有由导体构成的通电点的层构成。

例如，在间隔层3由绝缘体构成的情况下，磁阻效应元件10成为隧道磁阻(TMR：Tunnel Magnetoresistance)效应元件，在间隔层3由金属构成的情况下，成为巨磁阻(GMR：Giant Magnetoresistance)效应元件。

在间隔层3由绝缘材料构成的情况下，可使用氧化铝、氧化镁、氧化钛或氧化硅等材料。通过以在第一强磁性层1和第二强磁性层2之间体现高的TMR效应的方式调节间隔层3的膜厚，可得到高的磁阻变化率。为了高效地利用TMR效应，间隔层3的膜厚也可以设为0.5～10.0nm程度。

在由非磁性导电材料构成间隔层3的情况下，可使用Cu、Ag、Au或Ru等导电材料。为了高效地利用GMR效应，间隔层3的膜厚也可以设为0.5～3.0nm程度。

在由非磁性半导体材料构成间隔层3的情况下，可使用氧化锌、氧化铟、氧化锡、氧化锗、氧化镓或ITO等材料。在这种情况下，间隔层3的膜厚也可以设为1.0～4.0nm程度。

在应用含有由非磁性绝缘体中的导体构成的通电点的层作为间隔层3的情况下，优选采用在由氧化铝或氧化镁构成的非磁性绝缘体中含有由CoFe、CoFeB、CoFeSi、CoMnGe、CoMnSi、CoMnAl、Fe、Co、Au、Cu、Al或Mg等导体构成的通电点的构造。在这种情况下，间隔层3的膜厚也可以设为0.5～2.0nm程度。

为了提高向磁阻效应元件10的通电性，也可以在磁阻效应元件10的层叠方向的两面设置电极。通过在磁阻效应元件10的层叠方向上的两端面设置电极，各线路和磁阻效应元件10的接触变成面，在磁阻效应元件10的面内方向的任意位置，信号(电流)的流动都沿着层叠方向。

磁阻效应元件10也可以具有其它层。例如，磁阻效应元件10也可以在第二强磁性层2的与第一强磁性层1相反侧的面上具有晶种层或缓冲层。另外，磁阻效应元件10也可以在第一强磁性层1的与第二强磁性层2相反侧的面上具有盖层。作为盖层、晶种层或缓冲层，可举出MgO、W、Mo、Ru、Ta、Cu、Cr或这些层叠膜等。这些层的膜厚也可以分别设为2～10nm程度。

〈第一输入端口〉

第一输入端口p1是磁阻效应器件100的第一个输入端子。在第一输入端口p1上连接例如交流信号源、天线等。在天线作为磁阻效应器件的一部分与磁阻效应器件一体化的情况下，天线成为第一输入端口。第一输入端口p1与第一信号线路20连接。第一输入端口p1例如与第一信号线路20的端部连接。在第一输入端口p1输入第一高频信号，从第一输入端口p1向第一信号线路20输入第一高频信号。第一高频信号在第一信号线路20中产生第一高频电流I_R1。第一高频信号例如是具有100MHz以上的频率的信号。第一高频信号例如也可以是具有1MHz以上的频率的信号。第一高频电流I_R1的频率与第一高频信号的频率一致。

〈第一信号线路〉

第一信号线路20是流动第一高频电流I_R1的信号线路。图1所示的第一信号线路20是连接第一输入端口p1和基准电位端子pr1之间的线路。图1所示的第一信号线路20将第一输入端口p1和基准电位端子pr1电连接。

第一信号线路20经由绝缘体与磁阻效应元件10及第二信号线路30分离。绝缘体可以是绝缘物，也可以是空间。第一信号线路20配置于能够将在第一信号线路20中流动的第一高频电流I_R1产生的高频磁场H_rf施加给第一强磁性层1的位置。在第一信号线路20中流动的第一高频电流I_R1引起的高频磁场H_rf被施加给第一强磁性层1。第一强磁性层1的磁化在施加给第一强磁性层1的高频磁场H_rf的频率在第一强磁性层1的强磁性共振频率附近的情况下进行大幅度地振动。该现象是强磁性共振现象。高频磁场H_rf的频率与第一高频电流I_R1的频率一致。第一信号线路20例如比第二强磁性层2更靠近第一强磁性层1。

〈第二输入端口〉

第二输入端口p2是磁阻效应器件100的第二个输入端子。在第二输入端口p2上连接例如交流信号源、天线等。在天线作为磁阻效应器件的一部分与磁阻效应器件一体的情况下，天线成为第二输入端口。第二输入端口p2与第二信号线路30连接。第二输入端口p2例如与第二信号线路30的端部连接。在第二输入端口p2输入第二高频信号，从第二输入端口p2向第二信号线路30输入第二高频信号。第二高频信号在第二信号线路30中产生第二高频电流I_R2。第二高频信号例如是具有100MHz以上的频率的信号。第二高频信号例如也可以是具有1MHz以上的频率的信号。第二高频电流I_R2的频率与第二高频信号的频率一致。

〈第二信号线路〉

第二信号线路30是流动第二高频电流I_R2的信号线路。图1所示的第二信号线路30是连接第二输入端口p2和磁阻效应元件10之间的线路。图1所示的第二信号线路30将第二输入端口p2和磁阻效应元件10电连接。

第二信号线路30与磁阻效应元件10连接。在第二信号线路30中流动的第二高频电流I_R2在磁阻效应元件10中流动。由施加给第一强磁性层1的高频磁场H_rf引起的第一强磁性层1的磁化振动的振幅比由自旋传递转矩引起的第一强磁性层1的磁化振动的振幅大，该自旋传递转矩是由在磁阻效应元件10中流动的第二高频电流I_R2产生的。

〈输出端口〉

输出端口p3是磁阻效应器件100的输出端子。在输出端口p3上例如连接监视电压的例如电压计或监视电流的电流计。图1所示的输出端口p3与从第二信号线路30分支的线路40连接。输出端口p3与磁阻效应元件连接，从输出端口p3输出包含由来自磁阻效应元件10的输出引起的直流信号成分(直流电压或直流电流)的信号。

〈其它结构〉

(基准电位端子)

基准电位端子pr1、pr2与基准电位连接，确定磁阻效应器件100的基准电位。基准电位端子pr1与第一信号线路20连接。基准电位端子pr2与连接于磁阻效应元件10的线路42连接。图1的基准电位是接地点G。接地点G也可以设置于磁阻效应器件100的外部。基准电位也可以是接地点G以外。

(线路)

各端子之间及磁阻效应元件10和各端子之间通过线路而连接。线路的形状也可以规定为微带线(MSL)型或共面波导(CPW)型。在设计成微带线(MSL)型或共面波导(CPW)型的情况下，也可以以线路的特性阻抗和电路系统的阻抗相等的方式设计线路宽度或接地点间距离。通过这样设计，能够抑制线路的传输损耗。

线路40是从第二信号线路30分支的线路。线路40连接第二信号线路30和输出端口p3之间。线路42连接磁阻效应元件10和基准电位端子pr2之间。

(电感器、电容器)

电感器91切断信号的高频成分，使信号的不变成分通过。电容器92使信号的高频成分通过，切断信号的不变成分。电感器91配置于希望抑制高频信号流动的部分，电容器92配置于希望抑制直流信号流动的部分。

图1的电感器91位于线路40上。电感器91抑制第二高频电流I_R2及来自磁阻效应元件10的输出的高频成分到达输出端口p3。作为电感器91，可使用芯片电感器、由图案线路形成的电感器、具有电感器成分的电阻元件等。电感器91的电感例如也可以设为10nH以上。在与输出端口p3连接的电压计或电流计具有切断信号的高频成分的同时使信号的不变成分通过的功能的情况下，也可以去掉电感器91。

图1的电容器92位于第二信号线路30上。图1的电容器92位于第二信号线路30的比与线路40的分支点更靠第二输入端口p2侧。作为电容器92，可使用公知的电容器。

〈磁传感器〉

磁阻效应器件100例如可用于传感器、整流器等。作为传感器的例子，可举出检测磁场的磁传感器(磁场传感器)、以电介质为被测定物的电介质传感器等。首先，对用作磁传感器的情况进行说明。下面，在第一实施方式中，以从输出端口p3输出的作为直流信号成分的直流电压为例进行说明。

图2(a)及图2(b)是用于对第一实施方式的磁阻效应器件100的作为磁传感器的动作进行说明的示意图。图2(a)表示对磁阻效应元件10施加了某大小的外部磁场的状态下的第一高频电流I_R1、磁阻效应元件10的电阻R₁₀、第二高频电流I_R2、及从输出端口p3输出的直流电压V_DC的时间变化。图2(b)表示施加给磁阻效应元件10的外部磁场发生了变化(增大)后的第一高频电流I_R1、磁阻效应元件10的电阻R₁₀、第二高频电流I_R2、及从输出端口p3输出的直流电压V_DC的时间变化。外部磁场是从磁阻效应器件100的各结构以外施加给磁阻效应元件10的磁场。此外，图1所示的第一高频电流I_R1的箭头及第二高频电流I_R2的箭头分别表示电流的正向。后述的其它附图也同样。

首先，对施加给磁阻效应元件10的外部磁场变化之前的状态进行说明。当从与第一输入端口p1连接的交流信号源向第一输入端口p1输入第一高频信号时，就会在第一信号线路20中流动第一高频电流I_R1。第一高频电流I_R1产生高频磁场H_rf。高频磁场H_rf被施加给磁阻效应元件10的第一强磁性层1。

第一强磁性层1的磁化受到由第一高频电流I_R1引起的高频磁场H_rf而振动。图3是表示磁传感器中的磁阻效应元件10的第一强磁性层1及第二强磁性层2的磁化M1、M2的状态之一例的图。第一强磁性层1的磁化M1因高频磁场H_rf而振动(岁差运动)。第二强磁性层2是固定磁化层，磁化M2的方向固定为与高频磁场H_rf的振动方向平行。外部磁场H_ex例如被施加在层叠方向上。

在施加给磁阻效应元件10的外部磁场H_ex变化之前的状态下，作为一例，第一强磁性层1的强磁性共振频率比施加给第一强磁性层1的高频磁场H_rf的频率小。磁阻效应元件10的电阻R₁₀通过第一强磁性层1的磁化振动而变化(振动)。第一高频电流I_R1的相位和磁阻效应元件10的电阻R₁₀的相位也可以不同，但在图2(a)中，表示一致的例子。第一高频电流I_R1和磁阻效应元件10的电阻R₁₀的相位差能够通过第一信号线路20相对于磁阻效应元件10的配置位置、第一输入端口p1及基准电位端子pr1相对于第一信号线路20的配置位置、及施加给第一强磁性层1的高频磁场H_rf的方向和第二强磁性层的磁化方向的相对角等来改变。

当从与第二输入端口p2连接的交流信号源向第二输入端口p2输入第二高频信号时，就会在第二信号线路30中流动第二高频电流I_R2。第二高频电流I_R2在磁阻效应元件10中流动。第二高频电流I_R2的相位和第一高频电流I_R1的相位也可以不同，但在图2(a)及图2(b)中，表示一致的例子。即，在图2(a)所示的例子中，第二高频电流I_R2的相位和磁阻效应元件10的电阻R₁₀的相位一致。

当向磁阻效应器件100输入第一高频电流I_R1及第二高频电流I_R2时，就会从输出端口p3输出由来自磁阻效应元件10的输出引起的直流电压V_DC。

直流电压V_DC是通过施加由第一高频电流I_R1引起的高频磁场H_rf而变化的磁阻效应元件10的电阻R₁₀和在磁阻效应元件10中流动的电流(第二高频电流I_R2)的乘积即电压V(来自磁阻效应元件10的输出电压)的直流成分。

当设为I_R2＝A·sin(2πft)、

R₁₀＝B·sin(2πft+△θ₁)+R₀时，

V＝I_R2×R₁₀＝(A·B/2)·{cos(△θ₁)－cos(4πft+△θ₁)}+A·R₀·sin(2πft)。

直流电压V_DC是电压V的直流成分，为(A·B/2)·cos(△θ₁)。

在此，A是第二高频电流I_R2的振幅，B是磁阻效应元件10的电阻R₁₀的振幅，R₀是磁阻效应元件10的电阻中的不依赖于第一强磁性层1的磁化和第二强磁性层2的磁化的相对角的电阻成分，f是频率，t是时间，△θ₁是第二高频电流I_R2的相位和磁阻效应元件10的电阻R₁₀的相位的相位差。以下，有时简称为“相位差△θ₁”。另外，设第一高频电流I_R1的相位和磁阻效应元件10的电阻R₁₀的相位的相位差为△θ₂(以下，有时简称为“相位差△θ₂”)。

在图2(a)所示的情况下，为△θ₁＝0(0°)，从输出端口p3输出的直流电压V_DC成为A·B/2。

接着，对施加给磁阻效应元件10的外部磁场H_ex变化(增大)后的状态进行说明。当施加给磁阻效应元件10的外部磁场H_ex发生变化时，第一强磁性层1的磁化振动(岁差运动)的状态就会发生变化。其结果是，磁阻效应元件10的电阻R₁₀的相位发生变化。因为第二高频电流I_R2的相位未发生变化，所以在第二高频电流I_R2的相位和磁阻效应元件10的电阻R₁₀的相位之间会产生相位差△θ₁。到此为止，用在第一强磁性层1的强磁性共振频率比高频磁场H_rf的频率(第一高频电流I_R1的频率)足够小时，第一高频电流I_R1的相位和磁阻效应元件10的电阻R₁₀的相位一致(△θ₂＝0(0°))的例子进行了说明。在该例的情况下，在第一强磁性层1的强磁性共振频率比高频磁场H_rf的频率足够大时，相位差△θ₂变成π(180°)。施加给磁阻效应元件10的外部磁场H_ex变大，当第一强磁性层1的内部的有效磁场变大时，第一强磁性层1的强磁性共振频率就会变大。因此，在该例的情况下，如图4所示，相位差△θ₂或相位差△θ₁随着施加给磁阻效应元件10的外部磁场的大小变化而变化。

如上所述，直流电压V_DC为(A·B/2)·cos(△θ₁)，当相位差△θ₁发生变化时，直流电压V_DC的输出值就会发生变化。即，磁阻效应器件100基于从输出端口p3输出的直流电压V_DC，能够检测外部磁场H_ex的大小是否发生了变化，作为磁传感器发挥功能。作为一例，能够检测从相位差△θ₁为0(0°)的状态向相位差△θ₁为π(180°)的状态变化。外部磁场H_ex的大小变化前后的相位差△θ₁的值不限于0(0°)或π(180°)，可使用0～π(0°～180°)之间的任意值。在磁阻效应器件100中，因为通过由第一高频电流I_R1引起的高频磁场H_rf来使第一强磁性层1的磁化振动，所以能够增大第一强磁性层1的磁化振动的振幅。当第一强磁性层1的磁化振动的振幅增大时，磁阻效应元件10的电阻R₁₀的变化量(振幅)就会增大，能够从输出端口p3输出大的直流电压V_DC。

另外，本实施方式的磁阻效应器件100不限于能够检测外部磁场的大小变化，还能够检测被施加的外部磁场的大小或方向。下面，对各自的检测方法进行详细描述。

(外部磁场的大小的检测)

首先，对检测外部磁场的大小的方法进行说明。例如，如图3所示，在第二强磁性层2的磁化M2在高频磁场H_rf的振动方向上取向的情况下，当外部磁场H_ex的大小发生变化时，如图4所示，相位差△θ₂或相位差△θ₁就会发生变化。相位差△θ₂或相位差△θ₁例如在外部磁场H_ex的大小低于第一值的情况下，为0(0°)(△θ₁、△θ₂＝0)，在外部磁场H_ex的大小大于第二值(第二值＞第一值)的情况下，为π(180°)(△θ₁、△θ₂＝π)。而且，在外部磁场H_ex的大小为第一值以上第二值以下的情况下，外部磁场H_ex的大小急剧变化。因此，在该外部磁场H_ex的大小为第一值以上第二值以下的区域中，外部磁场H_ex的大小和相位差△θ₁、△θ₂处于一对一的关系。即，如果已知相位差△θ₁、△θ₂，则能够检测外部磁场H_ex的大小。如上所述，直流电压V_DC为(A·B/2)·cos(△θ₁)。因此，能够根据直流电压V_DC的值导出相位差△θ₁，且能够根据相位差△θ₁来检测外部磁场的大小。另外，也能够根据直流电压V_DC的值的变化量求出外部磁场的大小的变化量。另外，相对于外部磁场H_ex的变化而言的相位差△θ₁、△θ₂的变化是急剧的，磁传感器能够高灵敏度地检测外部磁场H_ex的大小差异。

(外部磁场的方向的检测)

接下来，对检测外部磁场的方向的方法进行说明。图5(a)及图5(b)是表示在检测外部磁场H_ex的方向时磁阻效应元件10的第一强磁性层1及第二强磁性层2的磁化M1、M2的状态之一例的图。图5(a)是外部磁场H_ex的方向为第一方向的状态，图5(b)是外部磁场H_ex的方向为与第一方向不同的方向的状态。

另外，图6(a)及图6(b)是表示在检测外部磁场H_ex的方向时磁阻效应元件10的第一强磁性层1及第二强磁性层2的磁化M1、M2的状态的另一例的图。图6(a)是外部磁场H_ex的方向为第一方向的状态，图6(b)是外部磁场H_ex的方向为与第一方向不同的方向的状态。

关于检测外部磁场的方向的情况，用一组图5(a)和图5(b)及一组图6(a)和图6(b)这两个图案进行说明。

首先，对图5(a)及图5(b)所示的第一图案进行说明。在第一图案中，第一强磁性层1的磁化M1通过高频磁场H_rf而振动(岁差运动)，外部磁场H_ex被施加给第二强磁性层2，第二强磁性层2的磁化M2在外部磁场H_ex的方向上取向。第二强磁性层2是第二自由磁化层，第二强磁性层2的磁化M2的方向根据外部磁场H_ex的方向而变化。在第一图案的例子中，第一强磁性层1在磁化M1容易通过高频磁场H_rf而振动(岁差运动)这方面优选在垂直于膜面的方向上具有易磁化轴。另外，在第一图案的例子中，第二强磁性层2在磁化M2难以受到高频磁场H_rf的影响这方面优选在膜面内方向上具有易磁化轴。

磁传感器例如利用第一图案的磁阻效应元件10来检测外部磁场H_ex的方向。向第一输入端口p1输入第一高频信号，使频率f的第一高频电流I_R1流到第一信号线路20中。第一高频电流I_R1产生频率f的高频磁场H_rf。高频磁场H_rf被施加给磁阻效应元件10的第一强磁性层1。

向第二输入端口p2输入第二高频信号，使频率f的第二高频电流I_R2流到第二信号线路30中。第二高频电流I_R2在磁阻效应元件10中流动。第二高频电流I_R2的相位例如与第一高频电流I_R1的相位一致。第二高频电流I_R2的相位也可以与第一高频电流I_R1的相位不同。

磁阻效应元件10的电阻R₁₀随着第一强磁性层1的磁化M1和第二强磁性层2的磁化M2的相对角的变化而变化。图7是表示磁阻效应元件10的电阻R₁₀的时间变化的图。图7的上侧的曲线图是表示在第一方向上施加了外部磁场H_ex的状态下的磁阻效应元件10的电阻R₁₀的时间变化的曲线图，图7的下侧的曲线图是表示在与第一方向不同的方向上施加了外部磁场H_ex的状态下的磁阻效应元件10的电阻R₁₀的时间变化的曲线图。

当外部磁场H_ex的方向发生变化时，相对于第一强磁性层1的磁化M1的振动的中心轴(岁差运动的旋转轴，以下，有时简称为“磁化M1的旋转轴”)而言的第二强磁性层2的磁化M2的方向就发生变化。其结果是，磁阻效应元件10的电阻R₁₀成为最大、最小的时刻发生变化，如图7的下侧的曲线图所示，磁阻效应元件10的电阻R₁₀的相位根据图7的上侧的曲线图所示的例子而变化。当磁阻效应元件10的电阻R₁₀的相位发生变化时，电阻R₁₀的相位和第二高频电流I_R2的相位之间的相位差△θ₁就发生变化，从输出端口p3输出的直流电压V_DC的值发生变化。即，磁传感器通过读出从输出端口p3输出的直流电压V_DC，能够检测被施加给磁传感器的外部磁场H_ex的方向。

接下来，对图6(a)及图6(b)所示的第二图案进行说明。在第二图案中，第一强磁性层1的磁化M1通过高频磁场H_rf而振动(岁差运动)。另外，在第二图案中，第二强磁性层2是固定磁化层，磁化M2的方向固定在层叠方向上。在第二图案中，第一强磁性层1及第二强磁性层2在垂直于膜面的方向上具有易磁化轴。

磁传感器例如利用第二图案的磁阻效应元件10来检测外部磁场H_ex的方向。向第一输入端口p1输入第一高频信号，使频率f的第一高频电流I_R1流到第一信号线路20中。第一高频电流I_R1产生频率f的高频磁场H_rf。高频磁场H_rf被施加给磁阻效应元件10的第一强磁性层1。

向第二输入端口p2输入第二高频信号，使频率f的第二高频电流I_R2流到第二信号线路30中。第二高频电流I_R2在磁阻效应元件10中流动。第二高频电流I_R2的相位例如与第一高频电流I_R1的相位一致。第二高频电流I_R2的相位也可以与第一高频电流I_R1的相位不同。

磁阻效应元件10的电阻R₁₀随着第一强磁性层1的磁化M1和第二强磁性层2的磁化M2的相对角的变化而变化。图8是表示磁阻效应元件10的电阻R₁₀的时间变化的图。图8的上侧的曲线图是表示在第一方向上施加了外部磁场H_ex的状态下的磁阻效应元件10的电阻R₁₀的时间变化的曲线图，图8的下侧的曲线图是表示在与第一方向不同的方向上施加了外部磁场H_ex的状态下的磁阻效应元件10的电阻R₁₀的时间变化的曲线图。

通过对磁阻效应元件10施加外部磁场H_ex，且对第一强磁性层1施加外部磁场H_ex，第一强磁性层1的磁化M1的旋转轴倾斜。磁化M1的旋转轴的倾斜方向通过外部磁场H_ex的方向的变化而变化。当磁化M1的旋转轴的方向发生变化时，磁阻效应元件10的电阻R₁₀成为最大、最小的时刻就发生变化。其结果是，如图8的下侧的曲线图所示，磁阻效应元件10的电阻R₁₀的相位根据图8的上侧的曲线图所示的例子而变化。当磁阻效应元件10的电阻R₁₀的相位发生变化时，电阻R₁₀的相位和第二高频电流I_R2的相位之间的相位差△θ₁就发生变化，从输出端口p3输出的直流电压V_DC的值发生变化。即，磁传感器通过读出从输出端口p3输出的直流电压V_DC，能够检测被施加给磁传感器的外部磁场H_ex的方向。

如果使用图6(a)、(b)所示的磁传感器，则磁传感器能够检测外部磁场H_ex的面内方向(与磁阻效应元件10的层叠方向垂直的方向)的成分的大小。在图6(a)、(b)中，第二强磁性层2是固定磁化层，磁化M2的方向固定在层叠方向的任一方向上。在第一强磁性层1上且在面内方向上施加有外部磁场H_ex。第一强磁性层1的磁化M1的旋转轴通过外部磁场H_ex而从层叠方向开始倾斜。

当外部磁场H_ex的大小发生变化时，磁化M1的旋转轴相对于层叠方向的倾斜角就发生变化。例如，在图6(a)或图6(b)所示的结构中，当外部磁场H_ex的大小增大时，磁化M1的旋转轴相对于层叠方向的倾斜角就增大。另外，例如，在图6(a)或图6(b)所示的结构中，当外部磁场H_ex的大小减小时，磁化M1的旋转轴相对于层叠方向的倾斜角就减小。

当磁化M1的旋转轴相对于层叠方向的倾斜角发生变化时，磁阻效应元件10的电阻R₁₀的振幅的大小就发生变化。例如，在图6(a)或图6(b)所示的结构的情况下，当磁化M1的旋转轴相对于层叠方向的倾斜角减小时，磁化M1的取向方向和磁化M2的取向方向就接近平行状态，磁阻效应元件10的电阻R₁₀的振幅的大小就减小。

如上所述，磁阻效应元件10的电阻R₁₀是影响从输出端口p3输出的直流电压V_DC的参数。其结果是，当施加给磁阻效应元件10的外部磁场H_ex的大小发生变化时，从输出端口p3输出的直流电压V_DC的值就发生变化。即，磁传感器通过读出从输出端口p3输出的直流电压V_DC，能够检测被施加给磁传感器的面内方向的外部磁场H_ex的大小。

另外，图9是图5(a)及图5(b)所示的磁阻效应元件10的变形例的俯视图。在从膜厚方向俯视时，图9所示的第一强磁性层1比第二强磁性层2小。在从膜厚方向俯视时，图9所示的第一强磁性层1内包于第二强磁性层2。由此，第一强磁性层1的磁化振动的影响难以波及第二强磁性层2的整体。

另外，图10是图5(a)及图5(b)所示的磁阻效应元件10的另一变形例的剖面图。图10所示的第二强磁性层2具有两个强磁性层2A、2B和夹在它们之间的非磁性层2C。非磁性层2C例如是Ru。强磁性层2A和强磁性层2B经由非磁性层2C进行层间交换耦合。强磁性层2A的磁化M2A和强磁性层2B的磁化M2B是反平行的。

强磁性层2A的膜厚和饱和磁化的乘积与强磁性层2B的膜厚和饱和磁化的乘积不同。当膜厚和饱和磁化的乘积在两个强磁性层2A、2B中不同时，与膜厚和饱和磁化的乘积较小的强磁性层的磁化相比，膜厚和饱和磁化的乘积较大的强磁性层的磁化容易对从外部施加的磁场产生反应，第二强磁性层2的磁化的方向容易通过外部磁场H_ex而改变。

例如，强磁性层2A的膜厚和强磁性层2B的膜厚不同。当两个强磁性层2A、2B的膜厚不同时，两个强磁性层2A、2B的膜厚和饱和磁化的乘积大多不同。例如，强磁性层2B的膜厚比强磁性层2A的膜厚厚。例如，强磁性层2B的膜厚是强磁性层2A的膜厚的2倍以上。强磁性层2B的膜厚和饱和磁化的乘积比强磁性层2A的膜厚和饱和磁化的乘积大。强磁性层2B位于比强磁性层2A更远离第一强磁性层1及第一信号线路20的位置。当使强磁性层2B的膜厚比强磁性层2A的膜厚厚，且将第二强磁性层2所含的强磁性层中的、磁化容易对从外部施加的磁场产生反应的强磁性层制成强磁性层2B时，能够降低第一强磁性层1的磁化振动的影响或来自第一信号线路20的高频磁场的影响，在从第二强磁性层2整体上观察时，能够抑制第二强磁性层2的磁化振动。

在图10中，例示了在从膜厚方向俯视时第一强磁性层1比第二强磁性层2小的例子，但不限于该情况。另外，强磁性层2A及强磁性层2B也可以分别由多个层构成。

到此为止，对磁传感器检测外部磁场H_ex的面内方向(与磁阻效应元件10的层叠方向垂直的方向)的成分的几个方法进行了说明，但磁传感器也能够检测外部磁场H_ex的层叠方向的成分。图11是表示检测外部磁场H_ex的层叠方向的成分的磁传感器中的磁阻效应元件10的第一强磁性层1及第二强磁性层2的磁化状态之一例的图。

第二强磁性层2是固定磁化层，磁化M2的方向固定在层叠方向的任一方向上。在第一强磁性层1上施加有静磁场H_dc。第一强磁性层1的磁化M1的旋转轴通过静磁场H_dc而从层叠方向开始倾斜。静磁场H_dc被施加在与高频磁场H_rf的振动方向平行或反平行的方向上。所谓与高频磁场H_rf的振动方向平行或反平行地施加静磁场H_dc，是在第一强磁性层1中沿着高频磁场H_rf振动的方向存在静磁场H_dc的面内方向成分的意思。在规定了高频磁场H_rf的振动方向中的第一方向的情况下，将静磁场H_dc被施加在与第一方向相同的方向上的情况设为平行，将静磁场H_dc被施加在与第一方向相反的方向上的情况设为反平行。

当外部磁场H_ex的大小或正负方向发生变化时，磁化M1的旋转轴相对于层叠方向的倾斜角就发生变化。例如，在图11所示的结构中，当外部磁场H_ex的大小增大时，磁化M1的旋转轴相对于层叠方向的倾斜角就减小。另外，例如，在图11所示的结构中，当外部磁场H_ex的大小减小或外部磁场H_ex的方向变成相反方向时，磁化M1的旋转轴相对于层叠方向的倾斜角就增大。

当磁化M1的旋转轴相对于层叠方向的倾斜角发生变化时，磁阻效应元件10的电阻R₁₀的振幅的大小就发生变化。例如，在图11所示的结构的情况下，当磁化M1的旋转轴相对于层叠方向的倾斜角减小时，磁化M1的取向方向和磁化M2的取向方向就接近平行状态，磁阻效应元件10的电阻R₁₀的振幅的大小就减小。

如上所述，磁阻效应元件10的电阻R₁₀是影响从输出端口p3输出的直流电压V_DC的参数。其结果是，当施加给磁阻效应元件10的外部磁场H_ex的大小发生变化时，从输出端口p3输出的直流电压V_DC的值就发生变化。即，磁传感器通过读出从输出端口p3输出的直流电压V_DC，能够检测被施加给磁传感器的外部磁场H_ex的大小及正负方向。

在此，在图11中，以对第一强磁性层1施加静磁场H_dc的情况为例进行了说明。但是，不一定需要对第一强磁性层1施加静磁场H_dc，只要将第一强磁性层1的有效磁场H_eff的面内成分设为与施加给第一强磁性层1的高频磁场H_rf的振动方向平行或反平行即可。第一强磁性层1的有效磁场H_eff根据被施加给第一强磁性层1的外部磁场H_ex、第一强磁性层1的各向异性磁场H_k、第一强磁性层1的反磁场H_D、第一强磁性层1的交换耦合磁场H_Eg，用H_eff＝H_ex+H_k+H_D+H_Eg来求出。例如，在从层叠方向观察时的第一强磁性层1的形状具有各向异性的情况下，在其长度方向上产生各向异性磁场H_k。通过使从层叠方向观察时的第一强磁性层1的长度方向朝向被施加给第一强磁性层1的高频磁场H_rf的振动方向，除了静磁场H_dc以外，也可以在第一强磁性层1上产生各向异性磁场H_k。

到此为止，作为外部磁场的大小变化、外部磁场的大小、外部磁场的方向的检测，例示了利用电压V(来自磁阻效应元件10的输出电压)的直流成分的例子，但也可以利用电压的高频成分。因为电压V的高频成分即－(A·B/2)·cos(4πft+△θ₁)包含相位差△θ₁，所以能够根据该高频成分导出相位差△θ₁。如果已知相位差△θ₁，则能够根据相位差△θ₁来检测外部磁场。

〈整流器〉

到此为止，对使用磁阻效应器件100作为磁传感器的情况进行了说明。接下来，对使用磁阻效应器件100作为整流器的情况进行说明。

图12是示意性表示使用磁阻效应器件100作为整流器时的电路结构之一例的图。作为使用磁阻效应器件100作为整流器的例子，用在第一输入端口p1上连接有天线at1，且在第二输入端口p2上连接有天线at2的例子进行说明。在天线at1、at2上输入有例如相同的信号。

当从天线at1向第一输入端口p1输入第一高频信号时，就会在第一信号线路20中流动第一高频电流I_R1。另外，当从天线at2向第二输入端口p2输入第二高频信号时，就会在第二信号线路30中流动第二高频电流I_R2。第一高频电流I_R1产生高频磁场H_rf。高频磁场H_rf被施加给磁阻效应元件10的第一强磁性层1。第二高频电流I_R2在磁阻效应元件10中流动。第二高频电流I_R2的相位和第一高频电流I_R1的相位也可以不同，在此，作为一例，用一致的例子进行说明。

图13是表示磁阻效应元件10的第一强磁性层1及第二强磁性层2的磁化M1、M2的状态之一例的图。图14是表示磁阻效应元件10的第一强磁性层1及第二强磁性层2的磁化M1、M2的状态的另一例的图。在图13及图14的例子中，第二强磁性层2作为固定磁化层发挥功能。

在高频磁场H_rf的频率是与第一强磁性层1的强磁性共振频率不同的频率情况下(在不是第一强磁性层1的强磁性共振频率附近的频率的情况下)，作为一例，如图13所示，将磁化M2的方向和高频磁场H_rf的振动方向制成平行。在高频磁场H_rf的频率是第一强磁性层的强磁性共振频率的情况下，作为一例，如图14所示，使磁化M2的方向和高频磁场H_rf的振动方向正交。

从输出端口p3输出的直流电压V_DC的大小与cos(△θ₁)成正比。为了增大直流电压V_DC的大小(绝对值)，优选△θ₁成为0(0°)或±π(±180°)。因为第一高频电流I_R1的相位和第二高频电流I_R2的相位一致，所以相位差△θ₂与相位差△θ₁一致。

在高频磁场H_rf的频率不是第一强磁性层1的强磁性共振频率附近的频率的情况下，因为通过采用图13的结构，相位差△θ₁会成为0(0°)或±π(±180°)，所以从输出端口p3输出的直流电压V_DC的大小会增大。

与此相对，在高频磁场H_rf的频率是第一强磁性层1的强磁性共振频率的情况下，因为通过采用图14的结构，相位差△θ₁会成为0(0°)或±π(±180°)，所以从输出端口p3输出的直流电压V_DC的大小会增大。

另外，在图14中，例示了预先使第二强磁性层2的磁化M2的方向与高频磁场H_rf的振动方向正交的例子，但在被施加给第一强磁性层1的高频磁场H_rf是第一强磁性层1的强磁性共振频率的情况下，也可以与图13的结构同样，采用将第二强磁性层2的磁化M2的方向和高频磁场H_rf的振动方向制成了平行的结构，且使第二高频电流I_R2的相位相对于第一高频电流I_R1的相位错开π/2(90°)。例如，通过在第一信号线路20及第二信号线路30的至少一方设置移相器，能够调节第一高频电流I_R1的相位及第二高频电流I_R2的相位中的至少一方。

〈电介质传感器〉

接着，对使用磁阻效应器件100作为以电介质为被测定物的电介质传感器的情况进行说明。电介质传感器例如是基于被测定物的介电常数的差异来判断被测定物的状态的传感器。电介质传感器是利用了如下特性的传感器，该特性是通过使电介质接近信号线路或在信号的传播路径上设置电介质，而使在信号线路中传播的信号的相位和振幅发生变化的特性。电介质传感器例如在以蔬菜、谷物、皮肤等为被测定物的情况下，能够测定这些被测定物的水分量。

图15是用于对使用磁阻效应器件100作为电介质传感器时的第一例进行说明的示意图。第一例所示的电介质传感器具备设置区域A1或设置区域A2。在设置区域A1配置有例如以微带线型或共面波导型形成的第一信号线路20的一部分。在设置区域A2配置有例如以微带线型或共面波导型形成的第二信号线路30的一部分。在设置区域A1和设置区域A2中的任一方设置电介质的被测定物进行测定。被测定物没有特别限定。作为使用磁阻效应器件100作为电介质传感器时的磁阻效应元件10，例如可使用与图13所示的相同的磁阻效应元件。

首先，对在设置区域A1设置有被测定物时的传感器的动作进行说明。被测定物设置前的状态下的第一高频电流I_R1及第二高频电流I_R2如下所述。

I_R2＝A·sin(2πft)

I_R1＝C·sin(2πft+△θ₃)

在此，△θ₃是I_R1和I_R2的相位差，是恒定不变的。

当设I_R1和磁阻效应元件10的电阻R₁₀的相位差为△θ₂时，磁阻效应元件10的电阻R₁₀用下式表示。

R₁₀＝B·sin(2πft+△θ₂+△θ₃)+R₀

在此，因为外部磁场是在一定条件下进行测定的，所以△θ₂恒定不变。

当将被测定物设置于设置区域A1时，通过介电常数的变化(从空气的介电常数向被测定物的介电常数的变化)，I_R1的相位偏移△θ₄，I_R1的振幅变化成C’。其结果是，第一高频电流I_R1及磁阻效应元件10的电阻R₁₀如下所述。

I_R1＝C’·sin(2πft+△θ₃+△θ₄)

R₁₀＝B’·sin(2πft+△θ₂+△θ₃+△θ₄)+R₀

在此，当设I_R1和R₁₀的相位差为△θ₁(＝△θ₂+△θ₃+△θ₄)时，用R₁₀＝B’·sin(2πft+△θ₁)+R₀表示。

如上所述，从输出端口p3输出的直流电压V_DC是磁阻效应元件10的电阻R₁₀和在磁阻效应元件10中流动的电流(第二高频电流I_R2)的乘积即电压V(来自磁阻效应元件10的输出电压)的直流成分，成为下式。

V＝I_R2×R₁₀＝(A·B’/2)·{cos(△θ₁)－cos(4πft+△θ₁)}+A·R₀·sin(2πft)

直流电压V_DC是电压V的直流成分，为(A·B’/2)·cos(△θ₁)。由于△θ₁＝△θ₂+△θ₃+△θ₄，且△θ2、△θ₃恒定不变，因此与随着介电常数的变化而变化的△θ₄和B’的值对应的直流输出成分被从输出端口p3输出。基于该结果，能够测定与被测定物的介电常数相关的参数(例如，被测定物的水分量)。

接下来，对在设置区域A2设置有被测定物时的传感器的动作进行说明。被测定物设置前的状态与上述的在设置区域A1设置有被测定物的情况相同。

当将被测定物设置于设置区域A2时，通过介电常数的变化(从空气的介电常数向被测定物的介电常数的变化)，I_R2的相位偏移△θ₄，I_R2的振幅变化成A’。其结果是，第二高频电流I_R2及磁阻效应元件10的电阻R₁₀如下所述。

I_R2＝A’·sin(2πft+△θ₄)

R₁₀＝B·sin(2πft+△θ₂+△θ₃)+R₀

在此，关于数学处理，当以在设置区域A2设置了被测定物之后的I_R2的相位为基准重新进行描述时，如下所述。

I_R2＝A’·sin(2πft)

R₁₀＝B·sin(2πft+△θ₂+△θ₃－△θ₄)+R₀

I_R1＝C·sin(2πft+△θ₃－△θ₄)

在此，当设I_R1和R₁₀的相位差为△θ₁(＝△θ₂+△θ₃－△θ₄)时，用R₁₀＝B·sin(2πft+△θ₁)+R₀表示。

如上所述，从输出端口p3输出的直流电压V_DC是磁阻效应元件10的电阻R₁₀和在磁阻效应元件10中流动的电流(第二高频电流I_R2)的乘积即电压V(来自磁阻效应元件10的输出电压)的直流成分，与在设置区域A1设置有被测定物的情况同样的关系式是成立的。

直流电压V_DC是电压V的直流成分，为(A’·B/2)·cos(△θ₁)。由于△θ₁＝△θ₂+△θ₃－△θ₄，且△θ₂、△θ₃恒定不变，因此与随着介电常数的变化而变化的△θ₄和A’的值对应的直流输出成分被从输出端口p3输出。基于该结果，能够测定与被测定物的介电常数相关的参数(例如，被测定物的水分量)。

另外，图16是用于对使用磁阻效应器件作为电介质传感器时的第二例进行说明的示意图。就第二例所示的磁阻效应器件100A而言，第一信号线路20A具有发送天线at_T和接收天线at_R，设置区域A1是夹在发送天线at_T和接收天线at_R之间的区域。发送天线at_T将在第一信号线路中传输的第一高频信号传输到接收天线at_R。当将被测定物设置于设置区域A1时，通过介电常数的变化(从空气的介电常数向被测定物的介电常数的变化)，I_R1的相位和振幅发生变化。其结果是，从输出端口p3输出的直流电压V_DC的大小发生变化。该原理在上述第一例中与在设置区域A1设置有被测定物的情况同样。基于该结果，能够测定与被测定物的介电常数相关的参数(例如，被测定物的水分量)。

另外，图17是用于对使用磁阻效应器件作为电介质传感器时的第三例进行说明的示意图。就第三例所示的磁阻效应器件100B而言，第二信号线路30B具有发送天线at_T和接收天线at_R，设置区域A2是夹在发送天线at_T和接收天线at_R之间的区域。发送天线at_T将在第二信号线路中传输的第二高频信号传输到接收天线at_R。当将被测定物设置于设置区域A2时，通过介电常数的变化(从空气的介电常数向被测定物的介电常数的变化)，I_R2的相位和振幅发生变化。其结果是，从输出端口p3输出的直流电压V_DC的大小发生变化。该原理在上述的第一例中与在设置区域A2设置有被测定物的情况同样。基于该结果，能够测定与被测定物的介电常数相关的参数(例如，被测定物的水分量)。

如上所述，第一实施方式的磁阻效应器件100因为通过由第一高频电流I_R1引起的高频磁场H_rf而使第一强磁性层1的磁化M1振动，所以能够增大磁化M1的振动振幅。当磁化M1的振动振幅增大时，磁阻效应元件10的电阻R₁₀的变化量(振幅)就增大，能够从输出端口p3输出大的直流电压V_DC。另外，如上所述，第一实施方式的磁阻效应器件100能够用作磁传感器、整流器、以电介质为被测定物的电介质传感器。

以上，参照附图对第一实施方式进行了详细描述，但第一实施方式的各结构及它们的组合等只是一个例子而已，在不脱离本发明主旨的范围内，可进行结构的附加、省略、替换及其它变更。例如，在第一实施方式中，磁阻效应元件10是一个例子，但也可以将多个磁阻效应元件10连接于第二信号线路30而在多个磁阻效应元件10中流动第二高频电流I_R2，且对多个磁阻效应元件10的第一强磁性层1施加由在第一信号线路20中流动的第一高频电流I_R1引起的高频磁场H_rf。

(第一变形例)

图18是示意性表示第一变形例的磁阻效应器件的电路结构的图。图18所示的第一变形例的磁阻效应器件101在具有磁性体部50这方面与图1所示的磁阻效应器件100不同。在图18所示的磁阻效应器件101中，关于与图1所示的磁阻效应器件100相同的结构，标注相同的符号。另外，在第一变形例的磁阻效应器件101中，关于与磁阻效应器件100共同的结构，省略说明。

磁性体部50位于第一信号线路20和磁阻效应元件10之间。磁性体部50与第一信号线路20及磁阻效应元件10分开配置。在磁性体部50和第一信号线路20之间及磁性体部50和磁阻效应元件10之间设有例如绝缘体。

磁性体部50包含软磁性体。磁性体部50例如是具有绝缘性的磁性体。磁性体部50例如是铁氧体等陶瓷。磁性体部50例如是稀土类铁石榴石(RIG)。钇铁石榴石(YIG)是稀土类铁石榴石(RIG)之一例。磁性体部50例如也可以是坡莫合金等金属。

对磁性体部50施加由第一信号线路20产生的高频磁场H_rf1。磁性体部50的磁化受到高频磁场H_rf1而振动。磁性体部50的磁化在高频磁场H_rf1包含磁性体部50的强磁性共振频率附近的频率的信号的情况下，以其频率进行大幅度地振动。磁性体部50的磁化振动产生高频磁场H_rf2。

由磁性体部50的磁化振动产生的高频磁场H_rf2被施加给第一强磁性层1。第一强磁性层1的磁化通过磁性体部50产生的高频磁场H_rf2而振动。即，由在第一信号线路20中流动的第一高频电流I_R1产生的高频磁场H_rf1引起的高频磁场H_rf2被施加给第一强磁性层1。磁性体部50产生的频磁场H_rf2是由在第一信号线路20中流动的第一高频电流I_R1引起的高频磁场之一例。

磁阻效应元件10的电阻R₁₀因第一强磁性层1的磁化振动而变化(振动)。当向第二输入端口p2输入第二高频信号时，就在第二信号线路30中流动第二高频电流I_R2。第二高频电流I_R2在磁阻效应元件10中流动。从输出端口p3输出磁阻效应元件10的电阻R₁₀和在磁阻效应元件10中流动的电流(第二高频电流I_R2)的乘积即电压的直流成分即直流电压V_DC。用磁性体部50位于第一信号线路20和磁阻效应元件10之间的例子进行了说明，但如果由第一信号线路20产生的高频磁场H_rf1被施加给磁性体部50，且通过磁性体部50的磁化振动而产生的高频磁场H_rf2被施加给第一强磁性层1，则磁性体部50的位置不限于此，例如，也可以以第一信号线路20位于磁性体部50和磁阻效应元件10之间的方式配置磁性体部50。另外，在使用多个磁阻效应元件10的情况下，通过一个磁性体部50的磁化振动而产生的高频磁场H_rf2也可以被施加给多个磁阻效应元件10的第一强磁性层1，也可以使用多个磁性体部50，并相对于各自的磁阻效应元件10设置一个磁性体部50。

第一实施方式的磁阻效应器件101也因为通过由第一高频电流I_R1引起的高频磁场H_rf2而使第一强磁性层1的磁化M1振动，所以能够增大磁化M1的振动振幅。当磁化M1的振动振幅增大时，磁阻效应元件10的电阻R₁₀的变化量(振幅)就增大，能够从输出端口p3输出大的直流电压V_DC。另外，第一变形例的磁阻效应器件101能够用作磁传感器、整流器或以电介质为被测定物的电介质传感器。

(第二变形例)

图19是表示第二变形例的磁阻效应器件102的磁阻效应元件10附近的立体图。图20是表示第二变形例的磁阻效应器件102的磁阻效应元件10附近的俯视图。在图19、图20中，省略了与第一强磁性层1连接的第二信号线路30及与第二强磁性层2连接的线路42。图19、图20所示的第二变形例的磁阻效应器件102在具有磁轭60这方面与图1所示的磁阻效应器件100不同。在图19、图20所示的磁阻效应器件102中，关于与图1所示的磁阻效应器件100相同的结构，标注相同的符号。另外，在第二变形例的磁阻效应器件102中，关于与磁阻效应器件100共同的结构，省略说明。

磁轭60在层叠方向上比第一强磁性层1更靠近第二强磁性层2。在从层叠方向俯视时，图19、图20所示的磁阻效应元件10的第一强磁性层1比第二强磁性层2小，内包于第二强磁性层2。在以磁阻效应元件10为基准时，磁轭60例如在层叠方向上位于第一信号线路20的相反侧。磁轭60包含软磁性体。磁轭60例如是Fe、Co、Ni、Ni和Fe的合金、Fe和Co的合金、或Fe和Co、B的合金等。

磁轭60具有第一部分61和第二部分62。第一部分61和第二部分62彼此分开，形成间隙GA。在从层叠方向俯视时，第一部分61和第二部分62将磁阻效应元件10夹在间隙内。磁力线从第一部分61进入第二部分62，或者从第二部分62进入第一部分61。

当对磁阻效应器件102施加外部磁场H_ex时，磁轭60感应磁通，使其集中在第一部分61和第二部分62之间的间隙GA内。磁轭60将由外部磁场H_ex产生于间隙GA内的磁场施加给第二强磁性层2。第二强磁性层2是第二自由磁化层，第二强磁性层2的磁化M2受到在第一部分61和第二部分62之间的间隙GA内产生的磁场而其方向发生变化。在第一部分61和第二部分62之间的间隙GA内产生的磁场的方向根据外部磁场H_ex的方向而变化。磁阻效应器件102能够特别应用于探测外部磁场H_ex的方向的使用了第一图案的磁阻效应元件10的磁传感器(参照图5(a)及图5(b))。

在图19所示的例子中，磁阻效应元件10在层叠方向上没有位于磁轭60的间隙GA内，但磁阻效应元件10的一部分(例如，第二强磁性层2的一部分或全部)也可以在层叠方向上位于磁轭60的间隙GA内。另外，在图20的例子中，图示了磁轭60的第一部分61和第二部分62在一个方向上夹着磁阻效应元件10的例子，如图21所示，在从层叠方向俯视时，磁轭60也可以包围磁阻效应元件10的周围。

另外，如图22所示，磁轭60也可以在层叠方向上比第二强磁性层2更靠近第一强磁性层1。图22是表示第二变形例的另一例的磁阻效应器件的磁阻效应元件10附近的立体图。磁轭60将由外部磁场H_ex产生于间隙GA内的磁场施加给第一强磁性层1。第一强磁性层1的磁化M1的旋转轴受到在第一部分61和第二部分62之间的间隙GA内产生的磁场而倾斜。在第一部分61和第二部分62之间的间隙GA内产生的磁场的方向根据外部磁场H_ex的方向而变化。图22所示的磁阻效应器件能够特别应用于探测外部磁场H_ex的方向的使用了第二图案的磁阻效应元件10的磁传感器(参照图6(a)及图6(b))。

在图22所示的例子中，磁阻效应元件10在层叠方向上没有位于磁轭60的间隙GA内，但磁阻效应元件10的一部分(例如，第一强磁性层1的一部分或全部)也可以在层叠方向上位于磁轭60的间隙GA内。另外，在图22的例子中也如此，在从层叠方向俯视时，磁轭60也可以包围磁阻效应元件10的周围。

(第三变形例)

图23是示意性表示第三变形例的磁阻效应器件103的电路结构的图。图23所示的第三变形例的磁阻效应器件103在具有多个磁阻效应元件10这方面与图1所示的磁阻效应器件100不同。在图23所示的磁阻效应器件103中，关于与图1所示的磁阻效应器件100相同的结构，标注相同的符号。另外，在第三变形例的磁阻效应器件103中，关于与磁阻效应器件100共同的结构，省略说明。

磁阻效应元件10分别与第二信号线路30连接，磁阻效应元件10彼此串联连接。各个磁阻效应元件10经由绝缘体与第一信号线路20分开。第一信号线路20配置于能够将由在第一信号线路20中流动的第一高频电流I_R1产生的高频磁场H_rf施加给各个磁阻效应元件10的第一强磁性层1的位置。由在第一信号线路20中流动的第一高频电流I_R1引起的高频磁场H_rf被施加给各个第一强磁性层1。各个磁阻效应元件10的第二强磁性层2作为固定磁化层发挥功能。多个磁阻效应元件10的第二强磁性层2的磁化的方向都是相同的方向。

图24是俯视第三变形例的磁阻效应器件103的磁阻效应元件10附近所得的图。在图24中，仅图示了磁阻效应元件10和第一信号线路20。图24所示的第一信号线路20的一部分在从层叠方向俯视时为圆环状。在从层叠方向俯视时，磁阻效应元件10分别位于与第一信号线路20重叠的位置。如图24所示，各个磁阻效应元件10位于以圆环状第一信号线路20的中心为基准偏移了旋转角的位置。旋转角例如是60°。在图24中，角度α是基准方向和外部磁场H_ex的方向所成的角。在图24中，作为一例，将对三个磁阻效应元件10中的一个磁阻效应元件10施加高频磁场H_rf的方向设为基准方向。

根据右手定则，高频磁场H_rf产生于第一信号线路20的周围。施加给各个磁阻效应元件10的第一强磁性层1的高频磁场H_rf的方向在多个磁阻效应元件10之间各不相同。如图24所示，施加给各个磁阻效应元件10的第一强磁性层1的高频磁场H_rf的方向在相邻的磁阻效应元件10之间偏移了与旋转角相同的角度。磁阻效应器件103能够特别应用于探测外部磁场H_ex的方向的使用了第一图案的磁阻效应元件10的磁传感器(参照图5(a)及图5(b))、和使用了第二图案的磁阻效应元件10的磁传感器(参照图6(a)及图6(b))。

由于各个磁阻效应元件10的施加给第一强磁性层1的高频磁场H_rf的方向和第二强磁性层2的磁化方向的相对角在多个磁阻效应元件10之间各不相同，因此各个磁阻效应元件10的相位差△θ₂在多个磁阻效应元件10之间各不相同。图25(a)是表示相对于外部磁场H_ex的方向变化而言的各个磁阻效应元件10的cos(△θ₂)的变化的曲线图，图25(b)是表示三个磁阻效应元件10的cos(△θ₂)的算术平均的变化的曲线图。图25(a)及图25(b)是将三个磁阻效应元件10配置于以圆环状第一信号线路20的中心为基准各旋转了旋转角60°的不同位置时的曲线图。图25(a)的曲线图的图例的数字是各个磁阻效应元件10的旋转角的值。

如图25(a)的曲线图所示，各个磁阻效应元件10的cos(△θ₂)的变化相对于外部磁场H_ex的方向变化的线性不太好。从各个磁阻效应元件10输出的直流电压与各个磁阻效应元件10的cos(△θ₁)成正比。当设第二高频电流I_R2和第一高频电流I_R1的相位差为△θ₃时，成为△θ₁＝△θ₂+△θ₃，因此在各个磁阻效应元件10中，从磁阻效应元件10输出的直流电压与cos(△θ₂+△θ₃)成正比。由于相位差△θ₃恒定不变，因此在各个磁阻效应元件10中，COS(△θ₂+△θ₃)的变化相对于外部磁场H_ex的方向变化的线性与cos(△θ₂)同样。因此，从各个磁阻效应元件10输出的直流电压的变化相对于外部磁场H_ex的方向变化的线性不太好。

与此相对，如图25(b)的曲线图所示，三个磁阻效应元件10的cos(△θ₂)相加所得的值(三个磁阻效应元件10的cos(△θ₂+△θ₃)相加所得的值)的变化相对于外部磁场H_ex的方向变化的线性是良好的。由于从输出端口p3输出的直流电压V_DC与三个磁阻效应元件10的cos(△θ₂+△θ₃)相加所得的值成正比，因此直流电压V_DC的变化相对于外部磁场H_ex的方向变化的线性是良好的。

在图23～25所示的例子中，用施加给三个磁阻效应元件10的第一强磁性层的高频磁场H_rf的方向各不相同的例子进行了说明，但通过使施加给至少两个磁阻效应元件10的第一强磁性层的高频磁场H_rf的方向互不相同，可得到直流电压V_DC的变化相对于外部磁场H_ex的方向变化的线性良好的一定效果。通过使施加给至少三个磁阻效应元件10的第一强磁性层的高频磁场H_rf的方向各不相同，能够进一步提高直流电压V_DC的变化相对于外部磁场H_ex的方向变化的线性。

另外，为了改善直流电压V_DC的变化相对于外部磁场H_ex的方向变化的线性，也可以使施加给各个磁阻效应元件10的第一强磁性层的高频磁场H_rf的大小在多个磁阻效应元件10之间不同。例如，也可以使各个磁阻效应元件10的第一强磁性层和第一信号线路20的距离在多个磁阻效应元件10之间不同。

(第四变形例)

图26是示意性表示第四变形例的磁阻效应器件104的电路结构的图。图26所示的第四变形例的磁阻效应器件104在具有多个第二输入端口p2、多个输出端口p3、多个磁阻效应元件10等这方面与图1所示的磁阻效应器件100不同。在图26所示的磁阻效应器件104中，关于与图1所示的磁阻效应器件100相同的结构，标注相同的符号。另外，在第四变形例的磁阻效应器件104中，关于与磁阻效应器件100共同的结构，省略说明。

图27是放大了第四变形例的磁阻效应器件104的磁阻效应元件10附近之后的立体图。磁阻效应元件10有两个，将它们分别称为第一磁阻效应元件11、第二磁阻效应元件12。

作为一例，第一磁阻效应元件11和第二磁阻效应元件12的结构与图5(a)及图5(b)所示的第一图案同样。具体地说，在第一磁阻效应元件11及第二磁阻效应元件12两者中，第一强磁性层1和第二强磁性层2都是磁化方向发生变化的自由磁化层，第一强磁性层1的磁化M1通过高频磁场H_rf而振动(岁差运动)。第一磁阻效应元件11和第二磁阻效应元件12的结构也可以与图6(a)及图6(b)所示的第二图案同样。

分别对第一磁阻效应元件11及第二磁阻效应元件12施加外部磁场H_ex。外部磁场H_ex从相对于第一磁阻效应元件11或第二磁阻效应元件12的层叠方向倾斜的方向施加。第二强磁性层2的磁化的取向方向例如与施加外部磁场H_ex的方向一致。

第一信号线路20经由绝缘体分别与第一磁阻效应元件11及第二磁阻效应元件12分开。第一信号线路20在从第一磁阻效应元件11的层叠方向俯视时与第一磁阻效应元件11重叠的位置向第一延伸方向延伸。第一信号线路20在从第二磁阻效应元件12的层叠方向俯视时与第二磁阻效应元件12重叠的位置向第二延伸方向延伸。第一延伸方向和第二延伸方向不同，两者所成的角为90°。

第一磁阻效应元件11和第二磁阻效应元件12分别与不同的输出端口p3连接。以下，将输出由来自第一磁阻效应元件11的输出引起的电压的输出端口p3称为第一输出端口p31，将输出由来自第二磁阻效应元件12的输出引起的电压的输出端口p3称为第二输出端口p32。

如上所述，从第一磁阻效应元件11输出的电压V1用第一磁阻效应元件11的电阻R₁₁和在第一磁阻效应元件11中流动的电流(第二高频电流I_R2)的乘积来表示，满足以下关系。

I_R2＝A·sin(2πft)、

R₁₁＝B·sin(2πft+△θ₁)+R₀

V1＝I_R2×R₁₁＝(A·B/2)·{cos(△θ₁)－cos(4πft+△θ₁)}+A·R₀·sin(2πft)

从第一输出端口p31输出电压V1的直流成分即(A·B/2)·cos(△θ₁)。

与此相对，施加给第一磁阻效应元件11的高频磁场H_rf的振动方向相对于施加给第二磁阻效应元件12的高频磁场H_rf的振动方向倾斜了90°。因此，第二磁阻效应元件12的电阻R₁₂的相位相对于第一磁阻效应元件11的电阻R₁₁的相位滞后π/2(90°)。

其结果是，从第二磁阻效应元件12输出的电压V2满足以下关系。

I_R2＝A·sin(2πft)、

R₁₂＝B·sin(2πft+△θ₁－π/2)+R₀＝－B·cos(2πft+△θ₁)+R₀

V2＝I_R2×R₁₂＝(A·B/2)·{sin(△θ₁)－sin(4πft+△θ₁)}+A·R₀·sin(2πft)

从第二输出端口p32输出电压V2的直流成分即(A·B/2)·sin(△θ₁)。

如果利用从第一输出端口p31输出的电压V1的直流成分和从第二输出端口p32输出的电压V2的直流成分，则能够求出(A·B/2)及△θ₁的具体值。此外，利用电压V1的高频成分即“－(A·B/2)·cos(4πft+△θ₁)”和电压V2的高频成分即“－(A·B/2)·sin(4πft+△θ₁)”，也能够求出(A·B/2)及△θ₁的具体值。

根据(A·B/2)的值，例如能够检测外部磁场H_ex的大小。这是因为当改变外部磁场H_ex的大小时，(A·B/2)的值就发生变化。具体地说，当改变外部磁场H_ex的大小时，第一强磁性层1的磁化M1的旋转轴相对于层叠方向的倾斜角就发生变化。其结果是，第一磁阻效应元件11的电阻值R₁₁的振幅B及第二磁阻效应元件12的电阻值R₁₂的振幅B发生变化，(A·B/2)的值发生变化。

另外，根据△θ₁，例如能够检测外部磁场H_ex的角度。这是因为当改变外部磁场H_ex的角度时，与图5(a)及图5(b)所示的第一图案同样，相对于第一强磁性层1的磁化M1的旋转轴而言的第二强磁性层2的磁化M2的方向就发生变化，相位差△θ₁发生变化。在第一磁阻效应元件11和第二磁阻效应元件12的结构与图6(a)及图6(b)所示的第二图案同样的情况下，与第二图案同样，磁化M1的旋转轴的倾斜方向通过外部磁场H_ex的方向变化而变化，相位差△θ₁发生变化。此外，在第四变形例的情况下，能够求出△θ₁的值本身，能够遍及面内方向的360度的整个区域检测外部磁场的方向。

在图26中，图示了有两个第二输入端口p2，且分别在第一磁阻效应元件11和第二磁阻效应元件12上各连接有一个第二输入端口p2的例子，也可以如图28所示的磁阻效应器件104A那样，第二输入端口p2为一个。图28的第二输入端口p2分别与第一磁阻效应元件11和第二磁阻效应元件12连接。在第一磁阻效应元件11和第二磁阻效应元件12之间具有定向耦合器93。另外，也可以如图29所示的磁阻效应器件104B那样设置多个第一信号线路20。在图29中，对第一磁阻效应元件11施加高频磁场H_rf的第一信号线路20和对第二磁阻效应元件12施加高频磁场H_rf的第一信号线路20不同。

到此为止，对第一实施方式的磁阻效应器件的几个变形例进行了说明。第一实施方式的磁阻效应器件的变形例不限于这些变形例，也可以将各个变形例组合在一起。例如，也可以将第一变形例的磁性体部50设置于第二变形例或第三变形例，且将通过磁性体部50的磁化振动而产生的高频磁场H_rf2施加给第一强磁性层1。另外，也可以将第二变形例的磁轭60设置于第三变形例的各个磁阻效应元件10，并将在间隙GA内产生的磁场施加给各个磁阻效应元件10的第一强磁性层1或第二强磁性层2。

另外，如图30所示，高频磁场H_rf也可以施加在第一强磁性层1的层叠方向上。图30是表示第五变形例的磁阻效应器件的磁阻效应元件10附近的立体图。

第一信号线路20具有延伸部分21。在从磁阻效应元件10的层叠方向俯视时，延伸部分21在与层叠方向交叉的方向上延伸。在从层叠方向俯视时，延伸部分21位于不与磁阻效应元件10重叠的位置。另外，在从与层叠方向垂直的方向俯视时，延伸部分21其一部分与磁阻效应元件10重叠。在延伸部分21的沿延伸方向延伸的前端未配置有磁阻效应元件10。即，在从其延伸方向观察时，延伸部分21以不与磁阻效应元件10重叠的方式配置。例如，在从磁阻效应元件10的层叠方向俯视时，第一信号线路20包含第一强磁性层1的周围。

当在延伸部分21中流动高频电流时，就产生高频磁场H_rf。高频磁场H_rf被施加给第一强磁性层1。高频磁场H_rf从与第一强磁性层1扩展的面内方向交叉的方向施加给第一强磁性层1。高频磁场H_rf例如在层叠方向上施加给第一强磁性层1。在这种情况下，第二强磁性层2的磁化M2具有第二强磁性层2扩展的面内方向的成分。第二强磁性层2的磁化M2例如在面内方向的一个方向上取向。即使是该结构，磁阻效应器件也进行工作。

“第二实施方式”

图31是表示第二实施方式的磁阻效应器件的电路结构的图。磁阻效应器件110具备磁阻效应元件10、第一输入端口p11、第一信号线路70、输出端口p12。图31所示的磁阻效应器件110还具有其它线路80、82、基准电位端子pr3、电感器91、电容器92。在图31所示的磁阻效应器件110中，关于与图1所示的磁阻效应器件100相同的结构，标注相同的符号。另外，在第二实施方式的磁阻效应器件110中，关于与磁阻效应器件100共同的结构，省略说明。

第一输入端口p11是磁阻效应器件110的输入端子。在第一输入端口p11上连接有例如交流信号源、天线等。第一输入端口p11与第一信号线路70连接。第一输入端口p11例如与第一信号线路70的端部连接。在第一输入端口p11输入第一高频信号，从第一输入端口p11向第一信号线路70输入第一高频信号。第一高频信号在第一信号线路70中产生第一高频电流I_R1。

第一信号线路70是流动第一高频电流I_R1的信号线路。图31所示的第一信号线路70是连接第一输入端口p11和磁阻效应元件10之间的线路。图31所示的第一信号线路70将第一输入端口p11和磁阻效应元件10电连接。

第一信号线路70配置于能够将由在第一信号线路70中流动的第一高频电流I_R1产生的高频磁场H_rf施加给第一强磁性层1的位置。由在第一信号线路70中流动的第一高频电流I_R1引起的高频磁场H_rf被施加给第一强磁性层1。第一强磁性层1的磁化通过被施加给第一强磁性层1的高频磁场H_rf而振动。第一强磁性层1的磁化在施加给第一强磁性层1的高频磁场H_rf的频率为第一强磁性层1的强磁性共振频率附近的情况下进行大幅度地振动。第一信号线路20中的主要产生被施加给第一强磁性层1的高频磁场H_rf的部分例如比第二强磁性层2更靠近第一强磁性层1。

另外，第一信号线路70与磁阻效应元件10连接。在第一信号线路70中流动的第一高频电流I_R1在磁阻效应元件10中流动。由被施加给第一强磁性层1的高频磁场H_rf引起的第一强磁性层1的磁化振动的振幅比由在磁阻效应元件10中流动的第一高频电流I_R1产生的自旋传递转矩引起的第一强磁性层1的磁化振动的振幅大。

输出端口p12是磁阻效应器件110的输出端子。在输出端口p12上连接例如监视电压的例如电压计、或监视电流的电流计。图31所示的输出端口p12与从第一信号线路70分支的线路80连接。从输出端口p12输出包含由来自磁阻效应元件10的输出引起的信号成分(直流电压或直流电流)的信号。

线路80是从第一信号线路70分支的线路。线路80连接第一信号线路70和输出端口p12之间。线路82连接磁阻效应元件10和基准电位端子pr3之间。

另外，图31的电感器91位于线路80上。电感器91抑制第一高频电流I_R1及来自磁阻效应元件10的输出的高频成分到达输出端口p12。图31的电容器92位于第一信号线路70。图31的电容器92位于第一信号线路70的比与线路80的分支点更靠第一输入端口p11侧。

接下来，对磁阻效应器件110的动作进行说明。以下，在第二实施方式中，作为从输出端口p12输出的直流信号成分，用直流电压的例子进行说明。当向第一输入端口p11输入第一高频信号时，就在第一信号线路70中流动第一高频电流I_R1。第一高频电流I_R1产生高频磁场H_rf。高频磁场H_rf被施加给磁阻效应元件10的第一强磁性层1。

第一强磁性层1的磁化受到由第一高频电流I_R1引起的高频磁场H_rf而振动。磁阻效应元件10的电阻R₁₀通过第一强磁性层1的磁化振动而变化(振动)。

另外，第一高频电流I_R1在磁阻效应元件10中流动。从输出端口p12输出直流电压V_DC。直流电压V_DC是磁阻效应元件10的电阻R₁₀和在磁阻效应元件10中流动的电流(第一高频电流I_R1)的乘积即电压V(来自磁阻效应元件10的输出电压)的直流成分。

第二实施方式的磁阻效应器件110与第一实施方式的磁阻效应器件100同样，能够用作磁传感器或整流器。另外，在使用第二实施方式的磁阻效应器件110作为磁传感器的情况下，也与第一实施方式同样，能够检测外部磁场的大小变化、外部磁场的大小或外部磁场的方向。

第二实施方式的磁阻效应器件110的作为磁传感器及整流器的动作几乎与第一实施方式的磁阻效应器件100同样。但是，因为第一信号线路70与磁阻效应元件10连接，且在第一信号线路70中流动的第一高频电流I_R1在磁阻效应元件10中流动，所以第一实施方式的在磁阻效应元件10中流动的第二高频电流I_R2在第二实施方式中被替换为在磁阻效应元件10中流动的第一高频电流I_R1。第一实施方式的相位差△θ₁被替换为第一高频电流I_R1的相位和磁阻效应元件10的电阻R₁₀的相位的相位差△θ₂，直流电压V_DC用(A·B/2)·cos(△θ₂)表示。

在第二实施方式的磁阻效应器件110中，因为第一强磁性层1的磁化通过由第一高频电流I_R1引起的高频磁场H_rf而振动，所以能够增大磁化振动的振幅。当磁化振动的振幅增大时，磁阻效应元件10的电阻R₁₀的变化量(振幅)就增大，能够从输出端口p12输出大的直流电压V_DC。另外，第二实施方式的磁阻效应器件110能够用作磁传感器或整流器。

以上，参照附图对第二实施方式进行了详细描述，但第二实施方式的各结构及它们的组合等只是一例而已，在不脱离本发明主旨的范围内，可进行结构的附加、省略、替换及其它变。例如，在第二实施方式中，磁阻效应元件10是一个例子，但也可以将多个磁阻效应元件10连接于第一信号线路20而在多个磁阻效应元件10中流动第一高频电流I_R1，且对多个磁阻效应元件10的第一强磁性层1施加由在第一信号线路20中流动的第一高频电流I_R1引起的高频磁场H_rf。

例如，在第二实施方式中，也能够应用与第一实施方式同样的变形及变形例，能够将各个变形及变形例组合在一起。例如，也可以如图32所示的磁阻效应器件111那样，设置磁性体部50，且将通过磁性体部50的磁化振动而产生的高频磁场施加给第一强磁性层1。另外，例如，也可以如图33所示的磁阻效应器件112那样，设置多个磁阻效应元件10，并与第一实施方式的第三变形例同样地，使被施加给各个磁阻效应元件10的第一强磁性层1的高频磁场H_rf的方向在多个磁阻效应元件10之间各不相同。在图33所示的磁阻效应器件112中，磁阻效应元件10分别与第一信号线路70连接，磁阻效应元件10彼此串联连接。

另外，例如，也可以如图34所示的磁阻效应器件113那样，设置多个磁阻效应元件(设置第一磁阻效应元件11和第二磁阻效应元件12)，并与第一实施方式的第四变形例同样地，第一延伸方向和第二延伸方向所成的角为90°。

“第三实施方式”

图35是表示第三实施方式的磁阻效应器件的电路结构的图。磁阻效应器件120具备磁阻效应元件10、第一输入端口p1、第一信号线路20、第二信号线路31、线路43、定向耦合器93、输出端口p3。图35所示的磁阻效应器件120在第一信号线路20及第二信号线路31经由线路43及定向耦合器93与第一输入端口p1连接，且不具有第二输入端口p2这方面与图1所示的磁阻效应器件100不同。在图35所示的磁阻效应器件120中，关于与图1所示的磁阻效应器件100相同的结构，标注相同的符号。另外，在第三实施方式的磁阻效应器件120中，关于与磁阻效应器件100共同的结构，省略说明。

第二信号线路31与第一输入端口p1和磁阻效应元件10连接。在图35所示的例子中，第一输入端口p1经由线路43及定向耦合器93与第一信号线路20及第二信号线路31连接，向第一输入端口p1输入第一高频信号，该第一高频信号在第一信号线路20中产生第一高频电流I_R1，并且在第二信号线路31中产生第二高频电流I_R2。在第二信号线路31中流动的第二高频电流I_R2在磁阻效应元件10中流动。

接下来，对磁阻效应器件120的动作进行说明。以下，在第二实施方式中，作为从输出端口p3输出的直流信号成分，用直流电压的例子进行说明。

当向第一输入端口p1输入第一高频信号时，就在线路43中流动高频电流I_R。由定向耦合器93分支为第一信号线路20和第二信号线路31，高频电流I_R在第一信号线路20中流动第一高频电流I_R1，且在第二信号线路31中流动第二高频电流I_R2。第一高频电流I_R1产生高频磁场H_rf。高频磁场H_rf被施加给磁阻效应元件10的第一强磁性层1。

第一强磁性层1的磁化受到由第一高频电流I_R1引起的高频磁场H_rf而振动。磁阻效应元件10的电阻R₁₀通过第一强磁性层1的磁化振动而变化(振动)。由被施加给第一强磁性层1的高频磁场H_rf引起的第一强磁性层1的磁化振动的振幅比由在磁阻效应元件10中流动的第二高频电流I_R2产生的自旋传递转矩引起的第一强磁性层1的磁化振动的振幅大。

第二高频电流I_R2在磁阻效应元件10中流动。从输出端口p3输出直流电压V_DC。直流电压V_DC是磁阻效应元件10的电阻R₁₀和在磁阻效应元件10中流动的电流(第二高频电流I_R2)的乘积即电压V(来自磁阻效应元件10的输出电压)的直流成分。

第三实施方式的磁阻效应器件120与第一实施方式的磁阻效应器件100同样，能够用作磁传感器或整流器。另外，在使用第三实施方式的磁阻效应器件120作为磁传感器的情况下，也与第一实施方式同样，能够检测外部磁场的大小变化、外部磁场的大小或外部磁场的方向。

第三实施方式的磁阻效应器件120的作为磁传感器及整流器的动作几乎与第一实施方式的磁阻效应器件100同样。

在第三实施方式的磁阻效应器件120中，因为第一强磁性层1的磁化通过由第一高频电流I_R1引起的高频磁场H_rf而振动，所以能够增大磁化振动的振幅。当磁化振动的振幅增大时，磁阻效应元件10的电阻R₁₀的变化量(振幅)就增大，能够从输出端口p3输出大的直流电压V_DC。另外，第三实施方式的磁阻效应器件120能够用作磁传感器、整流器。

另外，第三实施方式的磁阻效应器件120与第一实施方式的磁阻效应器件100同样，能够用作电介质传感器。图36是使用磁阻效应器件120作为电介质传感器时的示意图。使用了磁阻效应器件120的电介质传感器具备设置区域A1或设置区域A2。在磁阻效应器件120中，在设置区域A1和设置区域A2中的任一方设置电介质的被测定物进行测定。传感器的动作原理与第一实施方式的电介质传感器同样。

另外，图37及图38是使用磁阻效应器件120作为电介质传感器时的另一例的示意图。就图37所示的磁阻效应器件120A而言，第一信号线路20A具有发送天线at_T和接收天线at_R，设置区域A1是夹在发送天线at_T和接收天线at_R之间的区域。就图38所示的磁阻效应器件120B而言，第二信号线路31B具有发送天线at_T和接收天线at_R，设置区域A2是夹在发送天线at_T和接收天线at_R之间的区域。在磁阻效应器件120A中，在设置区域A1设置电介质的被测定物进行测定。在磁阻效应器件120B中，在设置区域A2设置电介质的被测定物进行测定。传感器的动作原理与第一实施方式的电介质传感器同样。

以上，参照附图对第三实施方式进行了详细描述，但第三实施方式的各结构及它们的组合等只是一例而已，在不脱离本发明主旨的范围内，可进行结构的附加、省略、替换及其它变更。例如，在第三实施方式中，磁阻效应元件10是一个例子，但也可以将多个磁阻效应元件10连接于第二信号线路31而在多个磁阻效应元件10中流动第二高频电流I_R2，且对多个磁阻效应元件10的第一强磁性层1施加由在第一信号线路20中流动的第一高频电流I_R1引起的高频磁场H_rf。

例如，在第三实施方式中，也能够应用与第一实施方式同样的变形及变形例，能够将各个变形及变形例组合在一起。例如，也可以如图39所示的磁阻效应器件121那样，设置磁性体部50，并将通过磁性体部50的磁化振动而产生的高频磁场施加给第一强磁性层1。另外，例如，也可以如图40所示的磁阻效应器件122那样，设置多个磁阻效应元件10，并与第一实施方式的第三变形例同样地，使被施加给各个磁阻效应元件10的第一强磁性层1的高频磁场H_rf的方向在多个磁阻效应元件10之间各不相同。在图40所示的磁阻效应器件122中，磁阻效应元件10分别与第二信号线路31连接，磁阻效应元件10彼此串联连接。

另外，例如，也可以如图41所示的磁阻效应器件123那样，设置多个磁阻效应元件(设置第一磁阻效应元件11和第二磁阻效应元件12)，并与第一实施方式的第四变形例同样地，第一延伸方向的第二延伸方向所成的角为90°。

另外，在第一～第三实施方式中，也可以将对磁阻效应元件10施加静磁场的磁场施加部设置于磁阻效应元件10的附近。磁场施加部例如由电磁铁型或带线型的磁场施加机构构成，该电磁铁型或带线型的磁场施加机构通过电压或电流中的任一个，能够可变控制施加磁场强度。另外，磁场施加部也可以由能够可变控制施加磁场强度的电磁铁型或带线型的磁场施加机构和仅供给一定磁场的永久磁铁的组合构成。

第一实施方式、第二实施方式及第三实施方式的磁传感器例如能够用于地磁传感器、硬盘驱动器等磁记录再现装置的磁头的读取用元件、检测物体的角度位置的角度传感器等。

符号说明

1 第一强磁性层

2 第二强磁性层

3 间隔层

10 磁阻效应元件

11 第一磁阻效应元件

12 第二磁阻效应元件

20、20A、70 第一信号线路

21 延伸部分

30、30B、31、31B 第二信号线路

40、42、43、80、82 线路

50 磁性体部

60 磁轭

61 第一部分

62 第二部分

91 电感器

92 电容器

93 定向耦合器

100、100A、100B、101、102、103、104、104A、104B、110、111、112、113、120、120A、120B、121、122、123 磁阻效应器件

A1、A2 设置区域

G 接地点

H_rf、H_rf1、H_rf2 高频磁场

I_R1 第一高频电流

I_R2 第二高频电流

M1、M2 磁化

p1、p11 第一输入端口

p2 第二输入端口

p3、p12 输出端口

p31 第一输出端口

p32 第二输出端口

pr1、pr2、pr3 基准电位端子。