Dispositif de propagation de'domaines
magnétiques La présente invention concerne un dispositif magnétique qui comporte une couche de matière dans laquelle
un domaine magnétique à une seule paroi peut se déplacer d'une seconde position à une première qui la suit immédiatement, et un dessin d'éléments adjacent à,une face de la couche et destiné à créer des pôles magnétiques provoquant le déplacement des domaines à une seule paroi dans la couche, lors-
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tation dans le plan de la couche, le dessin comprenant
deux éléments consécutifs qui déterminent chacun une première position et une seconde position consécutives,alignées le long d'un axe de déplacement du domaine.
On appelle "bulles magnétiques" ou domaines cylindriques les domaines magnétiques à une seule paroi du type le plus courant. Ces bulles magnétiques comprennent des zones cylindriques d'aimantation maintenues par exem-
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fonctionnement qui est déterminé par un champ de pola-
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d'aimantation de la bulle. Le dispositif le plus couramment utilisé pour la détermination du plan de déplacement des bulles magnétiques est un film épitaxial de grenat formé
par croissance sur un monocristal de grenat non magnétique, de manière bien connue, bien qu'on ait déterminé récemment les possibilités d'utilisation des bulles dans des films amorphes. Le film se caractérise par une anisotropie uniaxiale qui lui est perpendiculaire, et ainsi, l'aimantation 'd'une bulle et la direction du champ de polarisation sont alignées sur un axe perpendiculaire au film.
Le brevet des Etats-Unis d'Amérique n[deg.] 3 534 347 décrit un procédé de déplacement de bulles magnétiques à l'aide d'un dessin d'éléments de perméabilité élevée, par exemple de "Permalloy", à la surface du film épitaxial dans
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répété d'un dessin le long d'un axe de déplacement des bulles. Un champ magnétique excitateur prenant par rotation des orientations successives dans le plan de déplacement des bulles, aimante temporairement les éléments dont la
plus grande dimension est alignée sur le champ. Lors de la rotation de ce dernier, des éléments différents du dessin s'aimantent car leurs plus grandes dimensions ont des orientations différentes. Lorsque les plus grandes dimensions
ou dimensions longitudinales des éléments consécutifs de chaque période du dessin sont alignées sur les orientations successives du champ excitateur, un dessin de p8les magnétiques peut se déplacer le long de l'axe de déplacement des bulles. Comme les éléments forment un dessin répétitif,
le dessin mobile de pôles est lui aussi répétitif et peut donc ainsi déplacer un dessin de bulles le long de l'axe. Lorsque la présence et l'absence de bulles représentent par exemple un 1 et un 0 binaires respectivement, dans une position correspondant à chaque période du dessin d'éléments le long de l'axe, l'information représentée peut se déplacer le long de l'axe lors de la rotation du champ excitateur. Comme le champ déplace les bulles sans aucune connexion électrique avec le grenat ou les éléments en "Permalloy", on considère habituellement que cette technique de propagation des bulles correspond à un fonctionnement à couplage par champ.
Le dessin d'éléments le plus courant, destiné à un fonctionnement à couplage par champ, est actuellement d'un type qui comprend un T et un bâtonnet, bien que d'autres configurations aient déjà été décrites pour la pro-
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à T et X ou de forme curviligne, par exemple des éléments ayant la configuration d'un disque ou de pétales.L'information est par exemple représentée par un dessin constitué
par la présence ou l'absence de bulles et elle est associée à une répartition de pôles magnétiques attractifs créés par les éléments lorsque le champ se réoriente afin que le p8le suivant et le pôle précédent deviennent attractif et répulsif respectivement pour chaque bit. Au cours de la réorientation du champ, les pôles correspondant à la position occupée par une bulle deviennent par exemple magnétiquement neutres. Dans tous les cas de propagation de bulles, les relations entre la répartition, l'intensité et la synchronisation des pôles précédent., actuel et suivant déterminent une plage de stabilité dans laquelle le fonctionnement des bulles est utilisable en pratique. Ainsi, pour toute matière déterminée, la configuration géométrique des éléments de propagation détermine en général ces relations.
La plage de stabilité du fonctionnement d'un dispositif à bulles est habituellement délimitée par des zones marginales d'un diagramme représentant les variations
de l'intensité du. champ de polarisation en fonction de l'intensité du champ d'excitation (rotatif). On sait que, dans une matière déterminée de propagation de bulles, la stabilité de celles-ci existe dans une plage de champs de polarisation allant d'une valeur élevée à laquelle la bulle s'effondre
ou se contracte spontanément, à une faible valeur à laquelle la bulle est arrachée. Cette plage de champs de polarisation a par exemple une amplitude de 2 000 A/m, et elle est par exemple comprise entre 7 000 et 9 000 A/m. Pour un champ élevé de polarisation, le diamètre de la bulle est inférieur à la valeur observée pour un faible champ. Les éléments de propagation ont une dimension fixe déterminée pour un champ intermédiaire de polarisation pour lequel la bulle a un diamètre nominal tel que le dispositif fonctionne malgré les variations de l'intensité du champ rotatif d'excitation dans une plage de tolérances, et qu'un certain nombre de mémoires (c'est-à-dire de paillettes de mémoire) puisse être commandé par un seul champ excitateur.
La configuration géométrique des éléments de propagation détermine donc les zones marginales de fonctionnement d'un dispositif donné à bulles, pour une intensité du champ de polarisation et un champ excitateur donnés.
Une autre considération importante au cours de la fabrication d'un dispositif à bulles utilisable en pratique est le "rendement" qui représente le pourcentage de paillettes de mémoire fabriquées qui satisfont à des critères déterminés de fonctionnement. La plus grande partie des dispositifs défectueux comporte des défauts dans les éléments
<EMI ID=7.1> certain qu'un dessin de propagation tolérant la présence de défauts tels que des zones manquantes ou des zones- supplémentaires de "Permalloy", c'est-à-dire fonctionnant en présence de tels défauts, accroît le rendement. Un dessin de propagation donnant un rendement élevé de paillettes fonctionnant dans des zones marginales prédéterminées, permet aussi un compromis entre le rendement et les zones margina-
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ments de propagation détermine le rendement en pratique.
Le champ excitateur nécessaire à l'obtention d'une intensité voulue pour les pôles est aussi à considérer au cours de la conception du dessin de propagation. Evidemment, plus le champ excitateur nécessaire est faible et plus la puissance nécessaire au fonctionnement est faible. Cependant, l'intensité des pôles que permet un champ excitateur donné dépend de la configuration géométrique et du volume des éléments de propagation. En général, dans les limites utilisables en pratique et pour une épaisseur et une configuration données d'éléments, plus l'élément a de. grandes dimensions et plus le champ démagnétisant que doit compenser le champ excitateur lorsqu'il crée les pôles qui provoquent à leur tour le déplacement des bulles,est faible.
En conséquence, pour une bulle de dimension donné, plus l'élément a de grandes dimensions et plus le champ excitateur nécessaire est faible ou plus l'intensité des pôles est élevée pour un champ excitateur donné. Il apparaît donc que la configuration géométrique de l'élément de propagation est aussi un paramètre important pour la détermination de la puissance nécessaire aux dispositifs à bulles.
D'autres paramètres prennent de l'importance, car les dispositifs à bulles fonctionnent à fréquence de plus en plus élevée, et mettent en oeuvre des bulles de plus en plus petites. Par exemple, lorsque la fréquence d'utilisation augmente, la mobilité des bulles dans là matière magnétique devient importante. Lorsque le déplacement des bulles n'est pas uniforme au cours d'un cycle du champ rotatif, par exemple, une bulle peut se déplacer près de la limite de mobilité de la matière pendant une partie du cycle et très en deçà de cette limite pendant d'autres parties du cycle. Lors d'un fonctionnement à fréquence élevée, la bulle peut ne pas atteindre la position suivante au moment convenable et elle peut donc être annihilée.
Cette difficulté peut exiger l'utilisation d'une fréquence relativement faible, ou le déplacement des bulles à la fréquence élevée avantageuse peut nécessiter une puissance supérieure à celle que nécessiterait un dessin de propagation déplaçant les bulles plus uniformément. L'avantage d'un déplacement régulier des bulles dans la mesure où il contribue à la réduction du champ excitateur apparaît mieux lorsqu'on sait que le champ rotatif est avantageusement créé par deux bobines de champ qui font partie d'un circuit accordé. La difficulté de commutation des circuits accordés croît lorsque la puissance et/ou la fréquence nécessaires augmentent.
Les paramètres qui influent sur la dimension des bulles dépendent de la résolution des techniques photolithographiques. La période d'un dessin de propagation est par exemple de 4 à 5 diamètres de bulle (valeur nominale) et nécessite la formation d'un élément en T et à bâtonnet par exemple dans l'espace attribué à chaque période. Les techniques de production photolithographique actuelles permettent une résolution d'environ 1,5 micron, et le détail le plus petit du dessin de propagation est l'espacement d'un bâtonnet par exemple et d'un élément suivant en T. Cet espacement fixe la résolution maximale du dessin et les variations au cours du traitement provoquent les variations de cet espacement.
En conséquence, les techniques photolithographiques actuelles permettent la réalisation d'un élément de propagation fonctionnant bien pour différents espacements des éléments pour une période donnée, avec une capacité ou une densité d'éléments relativement importante. Ainsi, la configuration géométrique des éléments de propagation a aussi un effet sur les limites de la fréquence de fonctionnement et sur les densités d'éléments.
Les études détaillées de propagation de bulles indiquent que le moment le plus délicat du fonctionnement est le transfert d'une bulle d'un élément de propagation à un autre. C'est à ce moment que l'intensité, la répartition et la synchronisation des pôles, et la configuration, l'espacement et le volume des éléments en "Permalloy" ainsi que la mobilité et l'uniformité du déplacement ont la plus grande importance sur les zones marginales de stabilité et la rendement.
L'invention concerne un dispositif magnétique qui ne pose pas le problème précité et qui comprend deux éléments ayant une configuration géométrique telle que, lorsqu'ils subissent un champ magnétique de réorientation dans le plan
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la première position du second élément avant la réduction de l'intensité du pôle qui occupe la seconde position du premier élément, chacun des éléments ayant une configura-
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une seule paroi qui se déplace d'une première position à une seconde position qui suit la première.
D'autres caractéristiques et avantages de l'invention ressortiront mieux de la description qui va suivre, de divers modes de réalisation, faite en référence aux dessins annexés sur lesquels :
- la figure 1 représente schématiquement une mémoire à bulles comprenant un dessin d'éléments de propagation à couplage par champ, selon l'invention ;
- les figures 2 à 6 représentent schématiquement des; parties du dispositif de la figure 1, et la configuration des pôles au cours du fonctionnement ;
- les figures 7, 8, 10, 11, 12 et 13 représentent des schémas de variantes de configuration d'éléments du dessin de propagation de la figure 1, ainsi que des domaines en cours de fonctionnement ; et
- la figure 9 est un diagramme représentant les zones marginales de fonctionnement des dispositifs des figures 2 à 6, comparées à celles d'un exemple de dispositif connu.
L'invention repose sur la reconnaissance de l'amélioration possible des zones marginales de fonctionnement
des dispositifs à bulles à couplage par champ, lorsque le dessin de propagation a une configuration géométrique telle que, lors de la réorientation du champ excitateur d'une direction donnée à la suivante, provoquant le déplacement
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tractif allongé se forme dans l'élément vers lequel se dé-
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aussi longue que possible du cycle du champ excitateur dans
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actuel). En outre, selon l'invention, un dessin de propagation qui allonge la configuration des pôles lors du transfert d'une bulle d'un élément à un autre assure un déplacement convenable de la bulle jusqu'à la position d'un pôle attractif dans des conditions très variables de fonctionne- ment. En conséquence, les dispositifs de l'invention possèdent de façon caractéristique une couche de matière dans laquelle les bulles magnétiques peuvent se déplacer, et un dessin d'éléments couplés à la couche et destinés à déplacer les bulles, les éléments ayant une configuration géométrique telle que, lorsque le champ magnétique excitateur se réoriente dans le plan de la couche, ils forment un pôle attractif allongé dans un élément suivant vers lequel se déplace une bulle, avant disparition du pôle actuel.
Dans un mode de réalisation de l'invention, une série d'éléments asymétriques ayant la forme de demi-disques, détermine un axe de propagation des bulles. Le "bord plat" de chaque élément analogue à un demi-disque est aligné sur l'axe et aboutit à chaque extrémité à une branche qui dé-
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citateur est perpendiculaire à l'axe. Le reste du demi-dis-
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se réoriente dans le plan, les pôles diffus et localisés alternent afin qu'un domaine puisse se déplacer le long de l'axe. La disposition des éléments consécutifs est telle que les pôles localisés forment, lors du déplacement d'une bulle d'un élément à un autre, une configuration polaire apparaissant avant disparition du pôle actuel et allongeant une bulle lors de son transfert d'un élément au suivant. La disposition et la configuration des éléments qui donnent des configura-tions polaires attractives successives apparaissant avant disparition du pôle antérieur, assurent la présence continue d'un pôle attractif même lors du transfert primordial d'un élément à un autre, et aussi d'un dessin polaire allongé à ce moment.
La disposition et la configuration des éléments donnant une telle configuration polaire au cours du transfert entre les éléments constituent une caractéristique importante de ce mode de réalisation de l'invention.
Le demi-disque asymétrique permet la présence .
de défauts et des variations d'espacement des éléments, ainsi que l'utilisation d'un nombre réduit d'éléments par période. En conséquence, la densité d'éléments peut être relativement élevée.
Le bord plat de chaque élément asymétrique comprend une encoche dont la profondeur est la plus grande du côté de la partie du disque qui est la plus proche de la branche à partir de laquelle une bulle se déplace lors du transfert d'un élément à un autre. Cette configuration asymétrique est destinée à empêcher un retour indésirable d'une bulle lors de la propagation d'un élément à un autre. Ce retour peut se présenter dans des éléments en forme de disques symétriques, lorsque le champ de polarisation est faible.
La figure 1 représente une mémoire 10 à bulles magnétiques qui comprend une couche 11 de matière magnétique dans laquelle les bulles peuvent se déplacer. Cette couche <EMI ID=16.1>
taxiale en phase liquide sur un substrat en grenat non magnétique, ou un film amorphe comme indiqué précédemment. Les couches de ce type se caractérisent par une anisotropie uniaxiale dont l'orientation n'est pas parallèle au plan du film, et qui est par exemple perpendiculaire à ce plan. Dans cette matière, l'aimantation d'une bulle est perpendiculaire au plan, suivant une direction qu'on suppose arbitraitement dirigée vers l'observateur depuis le plan de la figure. Le reste de la couche a une aimentation dirigée dans la couche, le long de l'axe. Dans cette couche, ies bulles existent par exemple en présence d'un champ de polarisation antiparallè� le à la direction d'aimantation des bulles. Le rectangle 12 <EMI ID=17.1> de la figure 1 représente une source de champ de polarisation.
Un dessin formé par des techniques photolithogra- ! phiques bien connues, recouvre la surface de la couche 11.
Ce dessin forme par exemple un certain nombre de canaux de propagation dans la couche 11, la référence 13 indiquant un
tel canal. Le dessin comprend une série d'éléments 15 sensi- bles à un champ magnétique tournant dans le plan de la cou- che 11 et provoquant alors le déplacement des bulles d'une
position 16 d'entrée à une position 17 de sortie. Le rectan- gle 18 représente une source de champ formée dans le plan. Des circuits convenables d'entrée et de sortie sont reliés à la couche 11, aux emplacements 16 et 17, et ils sont re- , présentés par les rectangles 20 et 21.
La source de champ de polarisation 12 et la source de champ 18 formée dans le plan de même que le circuit d'entrée 21
et le circuit de sortie 22 fonctionnent sous la commande d'un circuit de commande 22. Les diverses sources et circuits utilisés dans le cadre de l'invention peuvent être du type permettant un fonctionnement selon l'invention.
Les éléments du dessin de propagation sont par exemple
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qui est une matière de perméabilité magnétique élevée. Dans le mode de réalisation représenté, les éléments adjacents de "Permalloy" du dessin ont la configuration de demi-disques asymétriques comme représenté.
Un axe vertical imaginaire 25 passant par le centre d'un disque, comme représenté sur la figure 2, facilite la description de la configuration d'un élément. On considère que l'élément a la forme d'un demi-disque car il comporte une partie supérieure courbe 26 et des parties inférieures "rectilignes" 27 comme représenté sur la figure 2. Une partie du disque manque cosse l'indique la figure. Cette partie manquante pénètre à partir du coté plat du demi-disque, plus profondément d'un coté que de l'autre si bien que l'élément est asymétrique. Le reste du disque comprend deux branches 28, 29 occupées successivement par une bulle qui se propage sous la commande d'un champ formé dans le plan de la couche 11 et tournant dans le sens anti-horaire.
La figure 2 représente la rotation en sens anti-horaire du champ dans le plan, par la flèche courbe H-R,
le champ prenant les orientations successives A, B, C et D.
La figure 3 représente les positions d'un pôle diffus représentatif allant de droite à gauche . Pour les orientations successives du champ, les pôles se placent au bord des parties des éléments 26 qui sont entourées par les courbes fermées qui portent les références C, D, A et B. Les bulles qui occupent ces positions sont plus petites que les pôles ou occupent la totalité de l'emplacement de ceux-ci suivant la valeur du champ de polarisation.
La phase la plus délicate lors de la propagation des bulles, la plus importante pour la détermination des zones marginales de stabilité dans un dispositif réalisé en pratique, correspond au transfert d'une bulle d'un élément de propagation au suivant, c'est-à-dire à la phase C des <EMI ID=19.1> un élément adjacent au cours de la phase de transfert, une
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cette position étant très favorable à l'entretien d'une bulle.
On suppose que le champ de polarisation provoque
la formation d'une bulle de dimension telle qu'elle occupe toute la zone entourée par la courbe fermée A de la figure 3. La série des figures 3 à 6 représente avantageusement un exemple de bulle occupant la position A sur la figure 3 et
se déplaçant vers la gauche, le long de la partie courbe
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réoriente de la position A à la position C, en passant par la position B. Les figures 4 et 6 représentent les positions des bulles pour les orientations intermédiaires
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note que la bulle s'étale dans la position A de la figure 3, s'étale moins sur les figures 4 et 5 et se rapproche de la forme d'une bulle cylindrique, représentée sur la figure 6, dans le cas de l'élément unique de propagation qui est représenté. En présence d'un élément adjacent représenté sur la figure 3, la bulle ne prend jamais la configuration presque circulaire représentée sur la figure 6, pour la condition supposée de polarisation. Au contraire, la bulle prend la forme représentée par la référence C sur la figure 3.
Le dessin des demi-disques consécutifs forme donc une configuration géométrique polaire allongée au point de transfert entre les éléments, et maintient cette configuration allongée au cours du transfert d'une bulle. En outre, le
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Il est important de noter que la relation entre les éléments consécutifs de propagation est choisie afin que le pôle vers lequel une bulle se déplace, dans tous les cas du déplacement d'un élément de propagation au suivant, soit obligatoirement formé avant affaiblissement et neutra-
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récepteur a une forme allongée et est de plus en plus intense lorsque la bulle se déplace d'un élément au suivant. La
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peut apprécier celle-ci par analogie au cas d'une personne qui saute soit sur une plateforme, soit sur un caillou. La configuration géométrique réelle de la bulle (circulaire ou allongée), lors du saut, dépend de la valeur du champ de polarisation. Dans tous les cas, des configurations polaires très avantageuses sont présentes lors d'une phase primordiale (C) de l'opération de propagation.
En général, une opération dans des conditions de faible polarisation dépend dans une certaine mesure de la configuration polaire le long de la partie "plate" ou rectiligne d'un élément en forme de disque. La configuration réelle de l'élément est en partie fixée par l'élimination
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<EMI ID=31.1> forme des pôles attractifs tout le long de la base du disque, au cours de la phase C, si bien que le domaine peut revenir en arrière de façon indésirable lorsque la polarisation est faible, et peut ainsi provoquer des défauts de fonctionnement.
L'intensité des pôles qui se forment le long
de la base d'un élément en forme de demi-disque sans encoche au cours d'une phase C peut être réduite dans une certaine mesure, par la formation d'une encoche symétrique dans le disque, comme représenté sur la figure 7. Evidemment, plus l'encoche est profonde et plus les pôles formés le long de la base du disque sont faibles par rapport à ceux qui se forment dans la branche 28 du disque suivant. Malheureusement, plus l'encoche est profonde et plus l'intensité des pôles formés
à la partie supérieure du disque pendant la phase A est faible. On constate que l'encoche asymétrique ne présente pas l'effet indésirable des pôles formés à la partie inférieure d'un disque lors de la phase C, et conserve cependant une intensité élevée des pôles au cours de la phase A. On utilise par exemple un disque symétrique avec des éléments intermédiaires en forme de bâtonnets ayant une orientation telle qu'ils facilitent le transfert entre les éléments au cours
de la phase C.
La figure 8 représente une configuration géométrique d'éléments dans laquelle les disques sont inclinés, parallèlement à un axe 30, afin qu'une branche 29 soit alignée <EMI ID=32.1>
cette branche) et que l'intensité des pôles de la branche
28 soit relativement élevée lors du transfert d'un élément au suivant. Ainsi, une bulle a tendance à passer relativement tôt de la forme représentée sur la figure 5 à celle
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<EMI ID=34.1> figures 6 et 8, lorsque la polarisation est faible. Dans ce cas, la bulle prend la configuration indiquée par la référence 31 sur la figure 8.
Dans les modes de réalisation des figures 3 et 8,
<EMI ID=35.1> gressivement, se forme dans une branche réceptrice 28 alors
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Isolement précédent. Il est important que la branche 28 qui reçoit la bulle commence à être attractive avant que le pôle de la branche précédente 29 ait tendance à se localiser, afin que la bulle soit dans des conditions favorables au cours du transfert.
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qui doit recevoir la bulle lors de son déplacement entre les éléments assure une zone marginale de stabilité particulièrement bonne du côté des champs élevés de polarisation. Far exemple, les bulles existent dans une plage de champs de polarisation d'environ 2 000 A/m entre une faible valeur pour laquelle la bulle est arrachée et une valeur élevée pour laquelle la bulle s'effondre ou se contracte comme indiqué précédemment. Tant qu'un pôle attractif fort est présent en position de réception de bulles lors du transfert, la bulle a tendance à s'allonger même pour un champ très élevé de polarisation au-delà de la valeur provoquant la contraction.
Tant que l'élément de propagation qui transmet la bulle a une structure polaire diffuse qui tend à allonger une bulle juste avant le transfert, la tendance de la bulle à rester allongée au cours du transfert est favorisée. En outre, lorsque le champ de polarisation est par exemple
à la valeur de contraction, une bulle déplacée par l'élément de la figure 3 ou de la figure 8 conserve un diamètre supérieur au diamètre de contraction. Ce phénomène montre que le champ de polarisation peut augmenter nettement au-delà de la valeur de contraction avant que la bulle ne se contracte
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les figures 3 et 8.
Les zones marginales de stabilité sont aussi nettement améliorées pour les valeurs inférieurs de la plage des champs de polarisation. Le défaut le plus courant présenté par les dispositifs à bulle à couplage par champ lorsque le
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bulle le long d'un bâtonnet dans le cas des circuits classi-ques à T et à bâtonnet, et "l'arrachement vers l'arrière" dans le cas des circuits à disque symétrique. L'encoche asymétrique formée dans l'élément en forme de disque résout
ces problèmes posés par les champs de polarisation de la partie inférieure de leur plage.
L'amélioration combinée des zones marginales due aux disques asymétriques comportant une encoche a une importance tout à fait imprévue car elle permet le fonctionnement sur une plage de champs de polarisation allant d'une valeur très proche du champ d'arrachement hors de la matière jusqu'à une valeur dépassant le champ de contraction dans la matière.Dans de nombreux circuits expérimentaux, on obtient un fonctionnement sur une plage de' 2 400 à 3 200 A/m dans une matière ayant une plage de stabilité, d'environ 2 000 A/m.
La figure 9 représente un exemple de diagramme représentant les zones marginales de stabilité de circuits à bulles ayant, à titre illustratif,des dessins à T et bâtonnet et des dessins à disques à encoche. La courbe 40 indique les zones marginales pour la configuration à T et bâtonnet et la courbe 41 pour les disques asymétriques. Ces courbes indiquent une amélioration importante, atteignant 1 353 A/m pour un champ rotatif de 2 228 A/m par exemple. Dans le cas d'un circuit à configuration en T et bâtonnet, le dispositif fonctionne dans la plage comprise entre 6 605 et 7 799 A/m pour le champ HB de polarisation. Dans le cas du circuit à disque, le fonctionnement est possible dans une plage comprise entre 6 207 et 8 754 A/m.
On réalise des dessins à disque à encoche ayant une période de 16 microns, et on constate au cours d'essais qu'ils présentent les zones précitées de stabilité. Dans
un circuit éprouvé, un exemple d'élément a une longueur L
de 14 microns et une hauteur H de 8 microns au centre, comme représenté sur la figure 3. L'encoche s'enfonce sur une
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6 microns. La distance séparant les éléments est égale à
2 microns. Un circuit ayant une capacité nominale de 64 000 bits et une période de 16 microns occupe une paillette d'environ 4,57 x 5,59 mm. Des circuits de cette dimension fonc-tionnent par exemple suivant une organisation majeure-mineure bien connue dans la technique.
L'organisation majeure-mineure provoque le déplacement des bulles dans des canaux sous forme de boucles fermées (boucles mineures) qui, dans des positions déterminées, transfèrent l'information (sous forme de dessins de bulles) à une boucle (majeure) ayant accès à la boucle mineure. Dans ces organisations, la mémoire à bulle doit habituellement remplir des fonctions particulières, en plus de la fonction de propagation. Parmi celles-ci, l'une des plus importantes est celle du retour qui permet la formation d'une boucle fermée de recyclage des bulles. L'importance de ce retour est double. D'abord, la configuration géométrique de l'élément de propagation est obligatoirement modifiée pour des raisons purement géométriques, puisque la bulle doit parcourir une courbe et non pas une droite.
La seconde raison est que le transfert est habituellement réalisé à l'emplacement du retour, et la structure de transfert ou de copie doit être compatible avec la configuration géométrique assurant le retour.
.La figure 10 représente le dessin formé par des disques en "Permalloy" dans le cas d'un exemple ,de boucle 50 de circulation de bulles comprenant un retour. Une bulle parcourt la boucle 50 dans le sens anti-horaire sous la commande d'un champ de réorientation qui tourne dans le sens anti-horaire dans le plan de la couche de matière à bulles. Le retour est assuré par cinq éléments 51, 52, 53, 54 et 55. Les éléments 51, 52, 54 et 55 sont représentés sous forme de bâtonnets. Cependant, ce type d'élément ne perturbe que relativement peu les zones marginales globales de stabilité lorsqu'ils sont disposés au niveau d'un. virage ou du retour, alors qu'ils ont tendance à réduire fortement ces zones marginales lorsqu'ils apparaissent à chaque période
du dessin de propagation.
En général, on n'utilise pas les bâtonnets car ils ont tendance à créer des défauts par arrachement le long du bâtonnet pour un champ supérieur au champ d'arrachement dans la matière, comme indiqué précédemment. Cependant, comme le nombre de coins est faible par rapport au nombre d'éléments de propagation, les bâtonnets utilisés aux coins ne réduisent pas de façon importante les zones marginales globales.
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plémentaires 52 et 54 qui, avec la branche 28 par exemple
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domaine pénétrant dans la zone de retour.
La figure 11 représente une variante d'un dessin assurant la retour et ne comprenant que des disques, ce des- <EMI ID=44.1>
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de l'élément postérieur, cette configuration provoquant le déplacement des bulles au niveau du virage d'une boucle fermée, les bulles progressant dans le sens anti-horaire sous la commande d'un champ excitateur tournant; dans le sens horaire. Un disque unique 60 forme une configuration de retour entre les demi-disques asymétriques 61 et 62 qui peuvent être inclinés comme représenté sur la figure 10. La bulle se déplace le long de la base de l'élément 60 dans le cas considéré.
La figure 12 représente une variante de configuration asymétrique en forme de disque d'un élément selon un autre mode de réalisation de l'invention. Sur la figure
12, les disques sont polygonaux et non pas curvilignes, et on peut même les considérer comme des éléments en chevrons asymétriques, du type décrit dans la demande de brevet des Etats-Unis d'Amérique n[deg.] 592 175, déposée le 1er juillet 1975 par A.H. Bobeck. Les éléments 135, 136, etc forment une boucle analogue à :La boucle 50 de la figure 10, et le conducteur 141 permet une reproduction, c'est-à-dire la formation d'une image des données dans un trajet principal M très près duquel est disposé le virage ou retour 142 de la boucle secondaire fermée. Le fonctionnement est exactement le même pour les éléments curvilignes de la figure 2 et polygonaux de la figure 12.
En réalité, la régularité du bord d'un élément dépend de la facilité de réalisation des caches, c'està-dire du réglage du déplacement x-y du faisceau d'exposition des clichés photosensibles qui, après développement, forment les caches. L'invention concerne les éléments en chevrons asymétriques, du type représenté sur la figure 12, ainsi que les éléments en chevrons ayant par exemple des parties bifurquées d'extrémité, introduisant une asymétrie. La figure 13 représente la configuration d'un virage ou retour de boucle formée par un élément 155 qui permet diverses fonctions telles que la copie ou reproduction sans effacement.
L'élément est par exemple en "Permalloy" comportant une tête délimitée par deux disques asymétriques disposés en butée et décalés de 90[deg.], avec un prolongement rectiligne 156 aligné sur l'axe de la boucle secondaire fermée. Un conducteur 157 permet par exemple la reproduction dans le cas d'une organisation majeure-mineure. Des configurations de ce type ont par exemple une zone mar- ginale de stabilité allant d'environ 11 140 à 13 530 A/m. Les zones marginales utilisables pour la copie de l'information sont pratiquement identiques.
Des configurations analogues de retour n'ayant pas de prolongement conservent cependant ces très grandes zones de stabilité.
On a déjà indiqué qu'un dessin de recouvrement en forme de demi-disque allégeait les conditions d'utilisation des techniques photolithographiques et tolérait des défauts. La considération de certaines dimensions des dessins illustre ce point. Dans le cas d'éléments ayant une période de
16 microns et destinés à déplacer des bulles dont le diamètre est d'environ 4 microns, un disque à encoche utilisé
à un seul exemplaire par période mesure 14 microns environ, le long de sa base. Un défaut de 2 microns peut apparaître dans de nombreuses parties du disque et n'a qu'un effet négligeable sur une bulle lors du fonctionnement. Dans le
cas d'une configuration à T et bâtonnet, chaque élément allongé a une largeur qui n'est que faiblement supérieure à
2 microns. Un défaut de 2 microns risque donc beaucoup plus de se révéler fatal dans le cas d'un tel dessin.
En outre, le fonctionnement est peu sensible à une variation de l'espacement des éléments du dessin formé par les disques. Ainsi, un tel dessin peul fonctionner avec un espacement entre éléments adjacents qui est supérieur ou in-férieur à celui des dessins à T et bâtonnet. En conséquence, le problème posé par une attaque insuffisante ou excessive au cours du traitement photolithograjjhique est moins crucial. Les espacements normaux entre les éléments en T et bâtonnet sont tels qu'un défaut ou un excès même faible d'attaque peut être fatal à la structure à T et bâtonnet.
Les éléments de propagation de bulles ayant la configuration d'un demi-disque, du type décrit dans le présent mémoire, assurent le déplacement d'une bulle à la périphérie d'un demi-disque pendant la moitié du cycle du champ orienté dans le plan, et d'un élément au suivant pendant le demicycle suivant. Ce dernier déplacement correspond à une distance qui est par exemple légèrement supérieure au huitième de la période du dessin d'éléments dans les circuits essayés. Il faut comparer ce déplacement à celui des circuits à T et bâtonnet dans lesquels une bulle s'arrête pratiquement pendant un demi-cycle à l'extrémité réceptrice de l'élément en T et ne reste pratiquement pas au centre de l'élément en T.
Le déplacement d'une bulle dans un dispositif comprenant un arrangement de disques placés côte à côte, du type décrit dans le présent mémoire, est sans aucun doute plus régulier que celui des bulles parcourant des éléments ayant d'autres configurations, si bien que la vitesse de fonctionnement peut être relativement élevée. Par exemple, pour une matière et une période déterminées, un dispositif ayant des éléments
en forme de demi-disques peut fonctionner à une vitesse qui est presque égale au double de la vitesse permise par un dispositif analogue ayant des éléments de forme en T et bâtonnet.
On peut aussi noter qu'une période ne correspond qu'à un seul élément asymétrique en demi-disque. Un dispositif ne comportant qu'un seul élément par période peut évidemment comprendre, pour toute période déterminée, un élément plus grand que ceux d'un dispositif nécessitant plusieurs éléments par période. En conséquence, les champs excitateurs nécessaires avec les configurations en forme de disques asymétriques sont inférieurs à ceux que nécessitent
par exemple les configurations connues à T et bâtonnet.
<1>. Dispositif magnétique comprenant une couche de matière dans laquelle un domaine à une seule paroi peut se déplacer d'une seconde position à une première position suivante, et un dessin d'éléments adjacent à une face de la couche et destiné à créer des pôles magnétiques qui provoquent le déplacement des domaines à une seule paroi dans la couche, lorsqu'ils sont soumis à un champ magnétique de réorientation dans le plan de la couche, le dessin d'éléments comprenant deux éléments consécutifs déterminant chacun une première position et une seconde position suivante, alignées sur un axe de déplacement des domaines, ledit dispositif étant caractérisé en ce que chacun des deux éléments a une configuration géométrique telle que, lorsqu'il est soumis à
<EMI ID=46.1>
dans la première position du second élément avant la réduc-
<EMI ID=47.1>
<EMI ID=48.1>
géométrique assurant la formation d'une configuration polaire allongée pour un domaine à une seule paroi se déplaçant d'une première position à une seconde position qui suit immédiatement la première.
Domain propagation device
The present invention relates to a magnetic device which comprises a layer of material in which
a single-walled magnetic domain can move from a second position to a first immediately following it, and a pattern of elements adjacent to one side of the layer and intended to create magnetic poles causing the shifting domains to a single wall in the layer, when
<EMI ID = 1.1>
tation in the plane of the layer, the drawing comprising
two consecutive elements which each determine a first position and a second consecutive position, aligned along an axis of movement of the domain.
Single-walled magnetic domains of the most common type are referred to as "magnetic bubbles" or cylindrical domains. These magnetic bubbles include cylindrical areas of magnetization maintained for example
<EMI ID = 2.1>
operation which is determined by a polar field
<EMI ID = 3.1>
magnetization of the bubble. The most commonly used device for determining the plane of displacement of magnetic bubbles is a garnet epitaxial film formed
by growth on a non-magnetic garnet single crystal, in a well known manner, although the possibilities of using bubbles in amorphous films have recently been determined. The film is characterized by uniaxial anisotropy perpendicular to it, and thus the magnetization of a bubble and the direction of the polarization field are aligned on an axis perpendicular to the film.
United States Patent No. 3,534,347 describes a method of moving magnetic bubbles using a pattern of high permeability elements, for example "Permalloy", on the surface. of the epitaxial film in
<EMI ID = 4.1>
<EMI ID = 5.1>
repeated pattern of a drawing along an axis of movement of the bubbles. An exciting magnetic field taking by rotation successive orientations in the displacement plane of the bubbles, temporarily magnetizing the elements whose
larger dimension is aligned with the field. During the rotation of the latter, different elements of the drawing magnetize because their largest dimensions have different orientations. When the largest dimensions
or longitudinal dimensions of consecutive elements of each period of the pattern are aligned with successive orientations of the exciting field, a pattern of magnetic p8les can move along the axis of movement of the bubbles. As the elements form a repeating pattern,
the moving pole drawing is also repetitive and can therefore move a bubble drawing along the axis. When the presence and absence of bubbles represent, for example, a binary 1 and 0 respectively, in a position corresponding to each period of the drawing of elements along the axis, the information represented can move along the l axis during the rotation of the exciter field. As the field moves the bubbles without any electrical connection to the garnet or the "Permalloy" elements, this bubble propagation technique is usually considered to be field coupled operation.
The most common design of elements, intended for field-coupled operation, is presently of a type which includes a T and a stick, although other configurations have already been described for the purpose.
<EMI ID = 6.1>
with T and X or of curvilinear shape, for example elements having the configuration of a disc or of petals. The information is for example represented by a drawing consisting of
by the presence or absence of bubbles and it is associated with a distribution of attractive magnetic poles created by the elements when the field is reoriented so that the next pole and the previous pole become attractive and repulsive respectively for each bit. During the reorientation of the field, the poles corresponding to the position occupied by a bubble become, for example, magnetically neutral. In all cases of bubble propagation, the relationships between the distribution, intensity and synchronization of the previous, current and next poles determine a range of stability in which the operation of the bubbles can be used in practice. Thus, for any given material, the geometric configuration of the propagation elements generally determines these relationships.
The stable operating range of a bubble device is usually delimited by marginal areas of a diagram showing the variations.
of the intensity of. polarization field as a function of the intensity of the excitation field (rotating). It is known that, in a given bubble propagation material, the stability of the latter exists in a range of polarization fields from a high value to which the bubble collapses.
or contracts spontaneously, to a low value at which the bubble is torn off. This range of polarization fields has for example an amplitude of 2000 A / m, and it is for example between 7000 and 9000 A / m. For a high polarization field, the diameter of the bubble is less than the value observed for a low field. The propagation elements have a fixed dimension determined for an intermediate polarization field for which the bubble has a nominal diameter such that the device operates despite variations in the intensity of the rotating excitation field within a range of tolerances, and that a number of memories (i.e. memory flakes) can be driven by a single driver field.
The geometric configuration of the propagation elements therefore determines the marginal operating zones of a given bubble device, for a given polarization field strength and a given exciter field.
Another important consideration in fabricating a practically usable bubble device is "yield" which represents the percentage of memory flakes manufactured which meet specified performance criteria. Most defective devices have component defects
<EMI ID = 7.1> certain that a propagation design tolerating the presence of defects such as missing areas or additional areas of "Permalloy", i.e. working in the presence of such defects, increases the efficiency . A propagation pattern giving a high yield of flakes operating in predetermined marginal areas, also allows a compromise between yield and marginal areas.
<EMI ID = 8.1>
elements of propagation determine the efficiency in practice.
The excitatory field required to obtain a desired intensity for the poles is also to be considered during the design of the propagation pattern. Obviously, the lower the necessary exciter field, the lower the power required for operation. However, the intensity of the poles that a given excitation field allows depends on the geometric configuration and the volume of the propagation elements. In general, within the limits which can be used in practice and for a given thickness and configuration of elements, the more the element has. large dimensions and more the demagnetizing field that must compensate the exciter field when it creates the poles which in turn cause the displacement of the bubbles, is weak.
Consequently, for a bubble of given size, the larger the element and the weaker the necessary excitation field or the greater the intensity of the poles for a given exciter field. It therefore appears that the geometric configuration of the propagation element is also an important parameter for determining the power required for bubble devices.
Other parameters become important because the bubble devices operate at an increasingly high frequency, and use smaller and smaller bubbles. For example, as the frequency of use increases, the mobility of bubbles in the magnetic material becomes important. When bubble displacement is not uniform during a rotating field cycle, for example, a bubble can move near the limit of mobility of matter during part of the cycle and well below that limit for other parts of the cycle. During high frequency operation, the bubble may not reach the next position at the convenient time and therefore it may be annihilated.
This difficulty may require the use of a relatively low frequency, or moving the bubbles to the desirable high frequency may require more power than would be required with a propagation design moving the bubbles more evenly. The advantage of a regular displacement of the bubbles insofar as it contributes to the reduction of the exciting field appears better when it is known that the rotating field is advantageously created by two field coils which form part of a tuned circuit. The difficulty of switching tuned circuits increases as the power and / or frequency required increase.
The parameters which influence the size of the bubbles depend on the resolution of the photolithographic techniques. The period of a propagation pattern is for example 4 to 5 bubble diameters (nominal value) and requires the formation of a T and rod element for example in the space allocated to each period. Current photolithographic production techniques allow a resolution of about 1.5 microns, and the smallest detail in the propagation pattern is the spacing of a rod for example and a following T-member. This spacing fixes the maximum resolution of the drawing and variations during processing cause variations in this spacing.
As a result, current photolithographic techniques allow the realization of a propagation element that performs well for different element spacings for a given period, with a relatively large capacity or element density. Thus, the geometric configuration of the propagation elements also has an effect on the limits of the operating frequency and on the element densities.
Detailed studies of bubble propagation indicate that the most delicate moment in operation is the transfer of a bubble from one propagation element to another. It is at this point that the intensity, the distribution and the synchronization of the poles, and the configuration, the spacing and the volume of the elements in "Permalloy" as well as the mobility and uniformity of displacement are of the greatest importance. on marginal areas of stability and yield.
The invention relates to a magnetic device which does not pose the aforementioned problem and which comprises two elements having a geometric configuration such that, when they undergo a magnetic field of reorientation in the plane
<EMI ID = 9.1>
the first position of the second element before the reduction of the intensity of the pole which occupies the second position of the first element, each of the elements having a configura-
<EMI ID = 10.1>
a single wall which moves from a first position to a second position following the first.
Other characteristics and advantages of the invention will emerge better from the following description of various embodiments, given with reference to the appended drawings in which:
FIG. 1 schematically represents a bubble memory comprising a drawing of field-coupled propagation elements, according to the invention;
- Figures 2 to 6 schematically show; parts of the device of Figure 1, and the configuration of the poles during operation;
FIGS. 7, 8, 10, 11, 12 and 13 represent diagrams of alternative configuration of elements of the propagation drawing of FIG. 1, as well as fields during operation; and
- Figure 9 is a diagram showing the marginal areas of operation of the devices of Figures 2 to 6, compared to those of an example of a known device.
The invention is based on the recognition of the possible improvement of the marginal areas of operation
field-coupled bubble devices, when the propagation pattern has a geometric configuration such that, upon reorientation of the exciting field from one direction to the next, causing the displacement
<EMI ID = 11.1>
elongated tractive is formed in the element towards which the
<EMI ID = 12.1>
as long as possible of the cycle of the exciter field in
<EMI ID = 13.1>
current). Further, according to the invention, a propagation pattern which elongates the configuration of the poles when transferring a bubble from one element to another ensures proper displacement of the bubble to the position of an attractive pole in very variable operating conditions. Accordingly, the devices of the invention typically have a layer of material in which the magnetic bubbles can move, and a pattern of elements coupled to the layer and intended to move the bubbles, the elements having such a geometric configuration. that, when the exciting magnetic field is reoriented in the plane of the layer, they form an attractive pole elongated in a following element towards which a bubble moves, before the current pole disappears.
In one embodiment of the invention, a series of asymmetric elements having the shape of half-discs, determines an axis of propagation of the bubbles. The "flat edge" of each half-disk-like element is aligned with the axis and terminates at each end at a branch which protrudes.
<EMI ID = 14.1>
citator is perpendicular to the axis. The rest of the half-dis-
<EMI ID = 15.1>
reorients in the plane, the diffuse and localized poles alternate so that a domain can move along the axis. The arrangement of consecutive elements is such that the localized poles form, during the displacement of a bubble from one element to another, a polar configuration appearing before the disappearance of the current pole and lengthening a bubble during its transfer from one element to the other. following. The arrangement and configuration of the elements which give successive attractive polar configurations appearing before the disappearance of the anterior pole, ensure the continuous presence of an attractive pole even during the primordial transfer from one element to another, and also of a elongated polar pattern at this time.
The arrangement and the configuration of the elements giving such a polar configuration during the transfer between the elements constitute an important characteristic of this embodiment of the invention.
The asymmetrical half-disc allows presence.
defects and element spacing variations, as well as the use of a reduced number of elements per period. As a result, the element density can be relatively high.
The flat edge of each asymmetric element includes a notch with the greatest depth on the side of the part of the disc that is closest to the branch from which a bubble moves when transferring from one element to another . This asymmetric configuration is intended to prevent unwanted return of a bubble as it propagates from one element to another. This return can occur in elements in the form of symmetrical disks, when the polarization field is weak.
FIG. 1 shows a magnetic bubble memory 10 which includes a layer 11 of magnetic material in which the bubbles can move. This layer <EMI ID = 16.1>
taxial in liquid phase on a non-magnetic garnet substrate, or an amorphous film as indicated above. Layers of this type are characterized by a uniaxial anisotropy, the orientation of which is not parallel to the plane of the film, and which is for example perpendicular to this plane. In this matter, the magnetization of a bubble is perpendicular to the plane, following a direction that one supposes arbitrarily directed towards the observer from the plane of the figure. The rest of the layer has a directed feed into the layer, along the axis. In this layer, bubbles exist for example in the presence of an antiparallel polarization field � the to the magnetization direction of the bubbles. The rectangle 12 <EMI ID = 17.1> of FIG. 1 represents a source of a polarization field.
A drawing formed by photolithographic techniques! well-known phiques, covers the surface of layer 11.
This drawing forms for example a certain number of propagation channels in the layer 11, the reference 13 indicating a
such channel. The drawing comprises a series of elements 15 sensitive to a magnetic field rotating in the plane of the layer 11 and then causing the bubbles to move from one side to the other.
entry position 16 to an exit position 17. Rectangular 18 represents a field source formed in the plane. Suitable input and output circuits are connected to layer 11, at locations 16 and 17, and are represented by rectangles 20 and 21.
The bias field source 12 and the field source 18 formed in the plane as well as the input circuit 21
and the output circuit 22 operate under the control of a control circuit 22. The various sources and circuits used in the context of the invention can be of the type allowing operation according to the invention.
The elements of the propagation drawing are for example
<EMI ID = 18.1>
which is a material of high magnetic permeability. In the illustrated embodiment, the adjacent "Permalloy" elements of the drawing have the configuration of asymmetric half discs as shown.
An imaginary vertical axis 25 passing through the center of a disc, as shown in Figure 2, facilitates the description of the configuration of an element. The element is considered to be in the form of a half-disc because it has a curved upper part 26 and "rectilinear" lower parts 27 as shown in FIG. 2. A part of the disc lacks the thimble indicated in the figure. This missing part penetrates from the flat side of the half-disc, more deeply on one side than on the other so that the element is asymmetrical. The remainder of the disc comprises two branches 28, 29 successively occupied by a bubble which propagates under the control of a field formed in the plane of the layer 11 and rotating in the anti-clockwise direction.
Figure 2 represents the anti-clockwise rotation of the field in the plane, by the curved arrow H-R,
the field taking the successive orientations A, B, C and D.
FIG. 3 represents the positions of a representative diffuse pole going from right to left. For the successive orientations of the field, the poles are placed at the edge of the parts of the elements 26 which are surrounded by the closed curves which bear the references C, D, A and B. The bubbles which occupy these positions are smaller than the poles or occupy the entire location of the latter depending on the value of the polarization field.
The most delicate phase during the propagation of the bubbles, the most important for the determination of the marginal zones of stability in a device produced in practice, corresponds to the transfer of a bubble from one propagation element to the next, that is i.e. at phase C of <EMI ID = 19.1> an adjacent element during the transfer phase, a
<EMI ID = 20.1>
this position being very favorable to the maintenance of a bubble.
It is assumed that the polarization field causes
the formation of a bubble of dimension such that it occupies the entire area surrounded by the closed curve A in FIG. 3. The series of FIGS. 3 to 6 advantageously represents an example of a bubble occupying position A in FIG. 3 and
moving to the left, along the curved part
<EMI ID = 21.1>
redirects from position A to position C, passing through position B. Figures 4 and 6 represent the positions of the bubbles for the intermediate orientations
<EMI ID = 22.1>
note that the bubble spreads out in position A in Figure 3, spreads less in Figures 4 and 5, and approximates the shape of a cylindrical bubble, shown in Figure 6, in the case of the unique element of propagation that is represented. In the presence of an adjacent element shown in Figure 3, the bubble never takes the almost circular configuration shown in Figure 6, for the assumed condition of polarization. On the contrary, the bubble takes the form represented by the reference C in Figure 3.
The design of the consecutive half-disks therefore forms an elongated polar geometric configuration at the point of transfer between the elements, and maintains this elongated configuration during the transfer of a bubble. In addition, the
<EMI ID = 23.1>
<EMI ID = 24.1>
<EMI ID = 25.1>
It is important to note that the relation between the consecutive elements of propagation is chosen so that the pole towards which a bubble moves, in all the cases of the displacement from one element of propagation to the next, is necessarily formed before weakening and neutral-
<EMI ID = 26.1>
<EMI ID = 27.1>
receiver has an elongated shape and is more and more intense as the bubble moves from one element to the next. The
<EMI ID = 28.1>
can appreciate this by analogy in the case of a person who jumps either on a platform or on a pebble. The actual geometric configuration of the bubble (circular or elongated), during the jump, depends on the value of the polarization field. In all cases, very advantageous polar configurations are present during an essential phase (C) of the propagation operation.
In general, operation under low polarization conditions depends to some extent on the polar pattern along the "flat" or straight portion of a disc-shaped member. The actual configuration of the element is partly determined by the elimination
<EMI ID = 29.1>
<EMI ID = 30.1>
<EMI ID = 31.1> forms attractive poles all along the base of the disc, during the C phase, so the domain can unwantly roll back when the polarization is low, and thus can cause defects Operating.
The intensity of the poles that form along
of the base of a half-disc-shaped element without a notch during a phase C can be reduced to some extent, by forming a symmetrical notch in the disc, as shown in Figure 7. Obviously , the deeper the notch and the weaker the poles formed along the base of the disc compared to those formed in branch 28 of the next disc. Unfortunately, the deeper the notch, the greater the intensity of the poles formed
at the top of the disc during phase A is low. It is observed that the asymmetric notch does not exhibit the undesirable effect of the poles formed at the lower part of a disc during phase C, and however retains a high intensity of the poles during phase A. For example, it is used a symmetrical disc with intermediate rod-shaped elements having an orientation such as to facilitate transfer between the elements during
of phase C.
Figure 8 shows a geometric configuration of elements in which the discs are inclined, parallel to an axis 30, so that a branch 29 is aligned <EMI ID = 32.1>
this branch) and that the intensity of the poles of the branch
28 is relatively high when transferring from one element to the next. Thus, a bubble tends to change relatively early from the shape shown in Figure 5 to that
<EMI ID = 33.1>
<EMI ID = 34.1> Figures 6 and 8, when the polarization is low. In this case, the bubble assumes the configuration indicated by the reference 31 in FIG. 8.
In the embodiments of Figures 3 and 8,
<EMI ID = 35.1> gradually forms in a receiving branch 28 then
<EMI ID = 36.1>
<EMI ID = 37.1>
Previous isolation. It is important that the branch 28 which receives the bubble begins to be attractive before the pole of the previous branch 29 tends to locate, so that the bubble is in favorable conditions during the transfer.
<EMI ID = 38.1>
which must receive the bubble during its movement between the elements ensures a marginal zone of particularly good stability on the side of the high polarization fields. For example, the bubbles exist in a range of polarization fields of about 2000 A / m between a low value at which the bubble is torn off and a high value at which the bubble collapses or contracts as previously indicated. As long as a strong attractive pole is present in the bubble receiving position during transfer, the bubble tends to elongate even for a very high polarization field beyond the value causing the contraction.
As long as the propagating element which transmits the bubble has a diffuse polar structure which tends to elongate a bubble just before transfer, the tendency of the bubble to remain elongated during transfer is promoted. In addition, when the polarization field is for example
at the contraction value, a bubble displaced by the element of FIG. 3 or of FIG. 8 maintains a diameter greater than the diameter of contraction. This phenomenon shows that the polarization field can increase significantly beyond the contraction value before the bubble contracts.
<EMI ID = 39.1>
Figures 3 and 8.
The marginal areas of stability are also markedly improved for the lower values of the polarization field range. The most common fault exhibited by field coupled bubble devices when the
<EMI ID = 40.1>
bubble along a stick in the case of classic T and stick circuits, and "rear pull" in the case of symmetrical disc circuits. The asymmetric notch formed in the disc-shaped element resolves
these problems posed by the polarization fields of the lower part of their range.
The combined improvement in marginal areas due to asymmetric discs with a notch is of quite unforeseen importance as it allows operation over a range of polarization fields from a value very close to the peel field out of the material up to 'at a value exceeding the contraction field in the material. In many experimental circuits, operation over a range of 2400 to 3200 A / m is obtained in a material having a stability range of about 2000 A / m.
Fig. 9 is an exemplary diagram showing marginal areas of stability of bubble circuits having, by way of illustration, tee and stick designs and notch disc designs. Curve 40 indicates marginal areas for the T and stick configuration and curve 41 for asymmetric discs. These curves indicate a significant improvement, reaching 1,353 A / m for a rotating field of 2,228 A / m for example. In the case of a T and stick configuration circuit, the device operates in the range between 6,605 and 7,799 A / m for the HB bias field. In the case of the disk circuit, operation is possible within a range of 6,207 to 8,754 A / m.
Notched disc designs having a period of 16 microns were made, and it was found during testing that they had the above areas of stability. In
a proven circuit, an example of an element has a length L
of 14 microns and a height H of 8 microns in the center, as shown in figure 3. The notch is inserted on a
<EMI ID = 41.1>
6 microns. The distance between the elements is equal to
2 microns. A circuit with a nominal capacity of 64,000 bits and a period of 16 microns occupies a spangle of approximately 4.57 x 5.59 mm. Circuits of this dimension operate for example according to a major-minor organization well known in the art.
The major-minor organization causes the bubbles to move in channels in the form of closed loops (minor loops) which, in determined positions, transfer the information (in the form of bubble drawings) to a (major) loop with access to the minor loop. In these organizations, bubble memory usually has to perform special functions in addition to the propagation function. Among these, one of the most important is that of the return which allows the formation of a closed loop for recycling the bubbles. The importance of this return is twofold. First, the geometrical configuration of the propagation element is necessarily modified for purely geometrical reasons, since the bubble must traverse a curve and not a straight line.
The second reason is that the transfer is usually performed at the location of the return, and the transfer or copy structure must be compatible with the geometric configuration providing the return.
FIG. 10 represents the drawing formed by "Permalloy" discs in the case of an example of a bubble circulation loop 50 comprising a return. A bubble travels counterclockwise loop 50 under the control of a reorientation field which rotates counterclockwise in the plane of the bubble layer. The return is provided by five elements 51, 52, 53, 54 and 55. The elements 51, 52, 54 and 55 are shown in the form of rods. However, this type of element disturbs relatively little the overall marginal zones of stability when they are arranged at a level. turn or return, while they tend to sharply reduce these marginal areas when they appear in each period
of the propagation drawing.
In general, rods are not used as they tend to create tear-off defects along the rod for a field greater than the tear-off field in the material, as previously indicated. However, since the number of corners is small relative to the number of propagation elements, the rods used at the corners do not significantly reduce the overall marginal areas.
<EMI ID = 42.1>
52 and 54 which, with branch 28 for example
<EMI ID = 43.1>
domain entering the return zone.
Figure 11 shows a variant of a drawing ensuring the return and comprising only disks, this des- <EMI ID = 44.1>
<EMI ID = 45.1>
of the posterior element, this configuration causing the displacement of the bubbles at the level of the bend of a closed loop, the bubbles progressing in an anti-clockwise direction under the control of a rotating exciter field; clockwise. A single disc 60 forms a return configuration between the asymmetric half discs 61 and 62 which can be tilted as shown in Fig. 10. The bubble moves along the base of the element 60 in this case.
FIG. 12 represents a variant of an asymmetric disc-shaped configuration of an element according to another embodiment of the invention. On the face
12, the discs are polygonal and not curvilinear, and can even be considered as asymmetrical herringbone elements, of the type described in United States Patent Application No. 592,175, filed on 1st. July 1975 by AH Bobeck. The elements 135, 136, etc. form a loop analogous to: The loop 50 of FIG. 10, and the conductor 141 allows reproduction, that is to say the formation of an image of the data in a very main path M. near which is disposed the turn or return 142 of the closed secondary loop. The operation is exactly the same for the curvilinear elements of figure 2 and polygonal elements of figure 12.
In reality, the regularity of the edge of an element depends on the ease of producing the caches, that is to say on the adjustment of the x-y displacement of the exposure beam of the photosensitive images which, after development, form the caches. The invention relates to asymmetric herringbone elements, of the type shown in FIG. 12, as well as herringbone elements having for example bifurcated end parts, introducing an asymmetry. Fig. 13 shows the configuration of a turn or loopback formed by an element 155 which allows various functions such as copy or reproduce without erasure.
The element is for example made of "Permalloy" comprising a head delimited by two asymmetric discs arranged in abutment and offset by 90 [deg.], With a rectilinear extension 156 aligned with the axis of the closed secondary loop. A conductor 157 allows for example reproduction in the case of a major-minor organization. Configurations of this type have, for example, a marginal zone of stability ranging from about 11,140 to 13,530 A / m. The marginal areas that can be used for copying information are practically identical.
Similar return configurations having no extension, however, retain these very large zones of stability.
It has already been stated that a half-disc-shaped covering design alleviates the conditions of use of photolithographic techniques and tolerates defects. Consideration of certain dimensions of the drawings illustrates this point. In the case of items with a period of
16 microns and intended to displace bubbles with a diameter of about 4 microns, a notched disc used
to a single specimen per period measures approximately 14 microns, along its base. A 2 micron defect can appear in many parts of the disc and has only a negligible effect on a bubble during operation. In the
in the case of a T and rod configuration, each elongated element has a width which is only slightly greater than
2 microns. A defect of 2 microns is therefore much more likely to prove fatal in the case of such a design.
In addition, the operation is not very sensitive to a variation in the spacing of the elements of the pattern formed by the discs. Thus, such a design can function with a spacing between adjacent elements which is greater or less than that of the T and rod designs. Accordingly, the problem of insufficient or excessive attack during photolithographic processing is less critical. The normal spacings between the T and rod members are such that even a small defect or excess of etching can be fatal to the T and rod structure.
Bubble propagation elements having the configuration of a half-disk, of the type described herein, provide for displacement of a bubble around the periphery of a half-disk during the half of the cycle of the oriented field in the. plan, and from one element to the next during the next half-cycle. This last displacement corresponds to a distance which is for example slightly greater than one eighth of the period of the drawing of elements in the circuits tested. This displacement should be compared to that of T-stick circuits in which a bubble virtually stops for half a cycle at the receiving end of the T-member and hardly stays in the center of the T-member. .
The movement of a bubble in a device comprising an arrangement of discs placed side by side, of the type described in this specification, is undoubtedly more regular than that of the bubbles passing through elements having other configurations, so that the displacement. operating speed can be relatively high. For example, for a given material and period, a device having elements
half-disc shaped can operate at a speed which is almost twice the speed permitted by a similar device having T-shaped and rod-shaped elements.
It can also be noted that a period only corresponds to a single asymmetric half-disk element. A device comprising only one element per period can obviously comprise, for any determined period, an element larger than those of a device requiring several elements per period. As a result, the excitatory fields required with asymmetric disk-shaped configurations are lower than those required.
for example the known T and stick configurations.
<1>. Magnetic device comprising a layer of material in which a single-walled domain can move from a second position to a next first position, and a pattern of elements adjacent to a face of the layer and intended to create magnetic poles which cause the single-walled domains in the layer to move when subjected to a reorienting magnetic field in the plane of the layer, the design of elements comprising two consecutive elements each determining a first position and a second subsequent position , aligned on an axis of movement of the domains, said device being characterized in that each of the two elements has a geometric configuration such that, when subjected to
<EMI ID = 46.1>
in the first position of the second element before the reduction
<EMI ID = 47.1>
<EMI ID = 48.1>
geometrically providing the formation of an elongated polar pattern for a single-walled domain moving from a first position to a second position immediately following the first.