Vorrichtung zum Anzeigen und/oder Aufzeichnen elektromagnetischer
Strahlung
Die Erfindung bezieht sich auf eine Vorrichtung zum An zeigen und/oder Aufzeichnen elektromagnetischer Strah lung, die auf einen magnetisierbaren Körper gerichtet wird, wobei zum Anzeigen und/oder Aufzeichnen eine Einrichtung zum Erfassen der Änderung eines magnetischen Parameters des magnetisierbaren Körpers vorgesehen ist.
Ein derartiger magnetisierbarer Körper kann beispiels weise MnBi enthalten und wird von C. D. Mee in 1. E. E. E.
Transactions on Magnetics, März 1967, S. 73 ff. beschrieben.
Wie bekannt, kann durch Einstrahlung einer elektromagneti schen Strahlung, beispielsweise mit Hilfe eines Laserstrahles, eine magnetisierte Schicht örtlich bis über ihre Curietempe ratur erhitzt werden. Beim Überschreiten dieser Temperatur weist der Werkstoff keine Koerzitivkraft mehr auf.
Diese Beeinflussung lässt sich nach der genannten Veröf fentlichung für Anzeigungs- oder Aufzeiehnungszweeke an wenden. Eine in nur einer Richtung magnetisierte Schicht
MnBi wird örtlich bis über ihre Curietemperatur erhitzt.
Diese Erhitzung erfolgt durch Bestrahlung und geschieht in einem Magnetfeld, dessen Richtung von der der Magnetisie rung in der Schicht verschieden ist. Je nachdem die Tempe ratur steigt, nimmt das magnetische Moment in der Schicht an dieser Stelle ab, so dass von einer bestimmten Tempera tur an das äussere angelegte Feld die Magnetisierungsrich tung in die Richtung dieses Feldes drehen wird. Wenn da nach die Strahlung weggenommen wird und die Temperatur wieder sinkt, wird ein unter den genannten Umständen be strahltes Gebiet eine Magnetisierung aufweisen, die von der der Umgebung dieses Gebietes verschieden ist.
Eine derartige Aufzeichnung kann beispielsweise unter Anwendung des Faradayschen Effektes, wobei unter dem Einfluss eines magnetischen Feldes - abhängig von der Grösse und der Richtung dieses Feldes - die Polarisationsebene eines Bündels linear polarisierter elektromagnetischer Strahlung dreht.
Ein oben beschriebenes Aufzeichnungsverfahren hat im Vergleich mit dem Aufzeichnungsverfahren, bei dem mit Hilfe eines Magnetkopfes ein gegenüber diesem Kopf sich bewegender magnetisierbarer Aufzeichnungsträger beschrieben wird, viele Vorteile, wie eine zehn- bis hundertfach höhere Aufzeichnungsgeschwindigkeit und eine erreichbare ca.
30fach höhere Bitdichte. Die maximal erreichbare Bitdichte wird insbesondere durch die Wärmeleitfähigkeit in der Schicht begrenzt. Durch diese Leitfähigkeit wird sich nämlich das erhitzte Gebiet einigermassen aus dem bestrahlten Gebiet ausdehnen, wodurch nützliche Aufzeichnungsoberfläche verlorengeht. Die maximal brauchbare Aufzeichnungsgeschwindigkeit wird insbesondere durch die für die örtliche Erhitzung erforderliche Zeit begrenzt.
Der Erfindung liegt die experimentell erhaltene Erkenntnis zugrunde, dass es möglich ist, magnetische Eigenschaften, wie Anisotropiefeld, Koerzitivkraft und magnetische Permeabilität bestimmter Verbindungen durch Einstrahlung elektromagnetischer Strahlung bleibend zu ändern. Es hat sich herausgestellt, dass durch die Einstrahlung das Anisotropiefeld sowie die Koerzitivkraft erhöht wird, während die Permeabilität erniedrigt wird. Ein derartiger Effekt kann als Grundlage für ein völlig neues System für photomagnetische Aufzeichnung dienen.
Erfindungsgemäss ist die eingangs genannte Vorrichtung dadurch gekennzeichnet, dass der magnetisierbare Körper einen Werkstoff ionischer Kristallstruktur enthält, bei der eine Majorität von magnetischen Ionen einer ersten Wertigkeit sich auf Kristallgitterplätzen einer ersten Art und eine Minorität von magnetischen Ionen einer zweiten Wertigkeit sich auf Kristallgitterplätzen einer zweiten Art befindet, wobei die beiden Arten von Kristallgitterplätzen ungleichwertig sind, derart dass die Einstrahlung einer elektromagnetischen Strahlung, für die der Werkstoff genügend transparent ist, eine Neuverteilung der magnetischen Ionen auf die Kristallgitterplätze hervorruft, wodurch die magnetischen Eigenschaften des Werkstoffes geändert werden.
Dadurch, dass diese Einstrahlung praktisch keine Erhitzung des Werkstoffes hervorruft, wird der obengenannte Nachteil infolge einer Wärmeleitfähigkeit nicht auftreten, so dass eine grössere Bitdichte erhalten werden kann. Auch wird die Aufzeichnungsgesehwindigkeit zunehmen können, da es praktisch keine Zeit beansprucht, den genannten Effekt hervorrufen.
Zugleich hat es sich herausgestellt, dass die Einstrahlung eine integrierende Wirkung hat, d. h. dass der beobachtete Effekt zunimmt, je länger belichtet wird. Dies ist ein wesent licher Vorteil gegenüber dem bekannten thermographischen Aufzeichnungsverfahren: ein System für photomagnetische Aufzeichnung, das auf der eingangs genannten Erkenntnis beruht, kann nicht nur für digitale, sondern auch für analoge Aufzeichnung angewendet werden.
Die Erfindung wird nachstehend anhand der graphischen Darstellungen der Fig. 1 bis 3 beispielsweise erläutert.
Es wurden Versuche mit Y3Fe4,9 Sir,1 012-Granat gemacht. Diese Verbindung, die auch durch die chemische Formel Y3Fe48 2+(SiFe2+)0,1012 dargestellt werden kann, enthält sowohl zweiwertige als auch dreiwertige Fe-lonen.
Wenn ein derartiges Granat in ihrer kristallographischen (111}Richtung (einer magnetischen Vorzugsrichtung) magnetisiert wird, werden die vorhandenen freien Elektronen durch Diffusion innerhalb des Gitters eine dieser Magnetisierung angepasste Lage wählen, sodass die freie Energie so klein wie möglich wird. Unter diesen Umständen wird das Granat auf beispielsweise 20 "K abgekühlt. Wenn nun anstatt der (111fRichtung ein Feld in (11 1)-Richtung abgelegt wird, ergibt sich, dass das magnetische Anisotropiefeld in dieser (111fRichtung kleiner ist als in der (111 > Richtung.
Der Unterschied beträgt ca. 170 Oe. Dieses Ergebnis wurde bereits früher beiderartigen Verbindungen gefunden: nach einiger Zeit stellt es sich heraus, dass dieser Unterschied sich auf einem Wert, der etwas weniger ist als 170 Oe, stabilisiert.
In der grafischen Darstellung nach Fig. ist für den oben beschriebenen Fall mit der Kurve (s) das Magnetfeld angegeben, das in der (11T > Richtung angelegt werden muss, um magnetische Resonanz in Abhängigkeit von der Zeit zu erhalten. Es stellt sich heraus, dass dieses angelegte Resonanzfeld mit der Zeit abnimmt, was einer gleichgrossen Steigung des Anisotropiefeldes entspricht. Nach einer Senkung von ca. 60 Oe (und somit einer Steigung des Anisotropiefeldes um ca. 60 Oe), stabilisiert es sich auf einem Wert zwischen den in der (1ist und der (1l1Richtung für die Resonanz benötigten Feldern.
Überraschenderweise hat es sich nun herausgestellt, dass wenn danach mit einer elektromagnetischen Strahlung mit einer Wellenlänge X, mit 0,8 pL < X < 2,2 FL, für welche Wellenlänge derartige Granate transparent genug sind, eingestrahlt wurde, die für die Resonanz erforderliche H(11 1) ab nimmt bis zu einem Wert von H(1,1p H(1 1)' was einer Steigung des Anisotropiefeldes in der (111}Richtung entspricht, bis zum Wert des Anisotropiefeldes in der (111)-Richtung. In Fig. 1 ist diese Abnahme des erforderlichen Resonanzfeldes mit der Kurve (b) angegeben. Der Punkt B in der Figur ist der Punkt (t=40 min.; H=2640 Oe), an dem mit der elektromag netischen Einstrahlung angefangen wird.
Es wurde festgestellt, dass durch die elektromagnetische Strahlung die freien Elektronen Energiequanten aufnahmen, die den Übergang Fe2+ = Fe3+ ermöglichten, so dass eine Wiedereinteilung der Elektronen erfolgen konnte.
Auf diese Weise stellt es sich heraus, dass es möglich ist, die elektromagnetische Strahlung mit Hilfe von durch diese Strahlung auftretenden Änderungen im magnetischen Anisotropiefeld dieses Materials aufzuzeichnen.
Es sei bemerkt, dass das obenbeschriebene Aufzeichnungsverfahren reversibel ist; wenn die zur Resonanz erforderliche H(l11) durch die Einstrahlung auf den Wert H(111) zurückfällt, springt die H(l11) auf den alten H( Wert zurück.
Mutatis mutandis gilt diese Reversibilität also auch für die Anisotropiefelder in der (111) und (111fRichtung.
Ein zweiter Versuch wurde mit Y3Fe4,95 3+(SiFe2+)0,025O12 durchgeführt. Ein daraus bestehender Körper wurde im Dunkeln auf 77 "K abgekühlt und entmagnetisiert. Es wurde eine magnetische Permeabilität y von ca 40 gemessen. Danach wurde der Körper mit einer elektromagnetischen Strahlung mit einer maximalen Wellenlänge von ca. 1,5 FL und einer Intensität an der Oberfläche von ca. 10-2W/cm2 bestrahlt. Es stellte sich heraus, dass die magnetische Permeabilität langsam abnahm, bis diese nach 3 min. auf ca. 14 gesunken war.
In der grafischen Darstellung nach Fig. 2 ist angegeben, wie das , als Funktion der Zeit verläuft, wenn jede Minute ein Lichtstrahlungsblitz mit einer Blitzdauer von 10-2 sec.
darauf gestrahlt wird.
Ein dritter Versuch, ebenfalls mit einem im Dunkeln gekühlten (bis 77 K) Y3Fe4953+(SiFe2+)002sOI2-Körper, zeigt, dass die Einstrahlung einer elektromagnetischen Strahlung (Ämax = ca. 1,5 il) die Koerzitivkraft erhöht. Siehe dazu die grafische Darstellung nach Fig. 3, in der zwei Hystereseschleifen dargestellt sind, die eine (a) im Dunkeln bei 77 "K aufgenommen, die andere (b) nachdem die Strahlung beendet war. Es zeigt sich, dass die Koerzitivkraft von ca. 0,5 Oe bis ca. 0,8 Oe zugenommen hat.
Wesentlich für diese Verbindung, aus welcher der Werkstoff besteht, ist, dass diese wenigstens zwei Arten von Ionen enthält, und dass für die Diffusion der Elektronen Potentialschwellen überwunden werden müssen.
Der Werkstoff kann aus einer Verbindung der Formel M3Fe3s+6¯s (AfiFe2cr 012, in der M ein Element der seltenen Erden oder eine Kombination derselben und A Si, Ti, Ge oder Sn ist, während 0 '6 < 1 undO < ± < 1 ist.
Es sei bemerkt, dass in diesem Zusammenhang auch das Element Y zu den seltenen Erden gerechnet wird.
Derartige Granate weisen eine magnetische Anisotropie auf, die durch die Anwesenheit von Fe2+-lonen verursacht wird. Um die Existenz von Fe2+-lonen zu fördern ist beispielsweise eine Menge eines Elementes A vorhanden. Diese Anwesenheit ist jedoch für die Existenz von Fe2+- neben Fe3+-lonen nicht notwendig.
Der magnetisierbare Werkstoff kann aus Granaten mit der obengenannten chemischen Formel bestehen, in der M=Y, A=Si und b+0 ist.
Eine andere Gruppe von Verbindungen, die als Werkstoffe dienen können, besteht aus einer Verbindung R Fe3+2 6 g A8 Fer2+ O4, in der R=Ni, Zn, Co, Mg, Mn oder (LiFe)05 sein kann und wobei A=Si, Ti, Ge oder Sn ist, mit 0 d 6 < 1 und 0 < E < 1, mit einer Spinellstruktur.
Unter Spinellstruktur wird eine kubische Kristallstruktur entsprechend der des Minerals Spinell, mit einer Zusammensetzung nach der Formel Mg Al204, verstanden.
Der Werkstoff kann auch aus einer Verbindung der chemischen Formel EFe3+l2-8-c AFec2+Ol9, in der E=Pb, Sr oder Ba ist und A=Si, Ti Ge oder Sn ist, mit 0 ' 8 < 1 und 0 ' E < 1, mit hexagonaler Kristallstruktur.
Ein Verfahren zum Einführen von Fe2+-lonen, die wesentlich sind zum Auftreten einer magnetischen Anisotropie in Verbindungen mit einer Zusammensetzung nach der Formel M3FesO12, in der M ein Element der seltenen Erden oder eine Kombination derselben ist, nach der Formel RFe2O4, in der R eines der Elemente Ni, Zn, Co, Mg, Mn oder (LiFe)05 ist, oder der Formel EFs2Osg in der E=Pb, Sr oder Ba ist, kann darin bestehen, dass in einer Verbindung der genannten Art ein Teil der Fe3+-Ionen durch Si4+-Ionen ersetzt wird, wodurch ein Teil der restlichen Fe3+-Ionen in Fe2+-lonen übergeht.
Ein zweites Verfahren zum Erreichen dieses Zieles kann darin bestehen, dass eine Verbindung der genannten Art durch Erhitzung reduziert wird. Durch dieses Erhitzen wird Sauerstoff entweichen, wodurch Fe2+-Ionen entstehen werden.
In der Praxis stellt es sich heraus, dass die vorliegende Vorrichtung insbesondere zum Aufzeichnen von Strahlung auf einem magnetisierbaren Aufzeichnungsträger von Bedeutung ist.
Insbesondere, wenn die Aufzeichnung mit Hilfe des Fara dayschen Effektes gelesen wird, wird zweckmässig während oder nach der Einstrahlung der Werkstoff in ein Magnetfeld gebracht, dessen Stärke und Richtung derart ist, dass die bestrahlten Gebiete eine andere magnetische Richtung als ihre Umgebung aufweisen. Die beschriebene Vorrichtung kann darin bestehen, dass sich der Werkstoff in einem Magnetfeld befindet, dessen Stärke zwischen der Koerzitivkraft des unbelichteten und der des belichteten Werkstoffes liegt und dessen Richtung von der Richtung der Magnetisierung des unbeleuchteten Werkstoffes abweicht. Dazu sei bemerkt, dass vor dem Belichten der Werkstoff entweder völlig entmagnetisiert oder in nur einer Richtung magnetisiert sein kann.
Dabei kann beispielsweise an Vorrichtungen zum Auf zeichnen von Infrarot- und Röntgenstrahlen gedacht werden, wobei Bilder dieser Strahlen in sichtbare Bilder umgewandelt werden können. Dabei kann dann zugleich mit Vorteil der integrierende Effekt der Strahlung benutzt werden, wodurch Änderungen in Hc und , von der Intensität der Einstrahlung abhängig sind. Dadurch, dass während der Belichtung mit Infrarot- oder Röntgenstrahlung, oder unmittelbar nachher die magnetische Feldrichtung gegenüber der vor der Beleuchtung herrschenden Richtung geändert wird, wird das Bildmuster in ein Magnetisierungsmuster umgewandelt.
Die magnetische Feldstärke muss dazu einer derartigen Grösse sein, dass die Magnetisierung in den unbelichteten Teilen wohl und in den belichteten Teilen nicht in die neue Feldrichtung mitdreht. Dieses Magnetisierungsmuster wird mit Hilfe des Faradayschen Effektes sichtbar gemacht.
Durch Benutzung polarisierten Lichtes und durch Betrach tung des reflektierten Bildes durch einen Analysator wird das Magnetisierungsmuster wieder als ein Helligkeitsmuster gesehen. Auch wird eine Löschphase eingeführt werden müssen, in der der ferromagnetische Werkstoff (meistens in
Form einer dünnen Schicht) durch Erwärmung oder durch ein schnelles Wechselfeld gelöscht werden muss.
Wenn nach dem Aufzeichnen und Lesen nicht sofort ge löscht wird, kann der photomagnetische Werkstoff als Bild speicher benutzt werden.
Auch kann an die Anwendung der vorliegenden Vorrich tung für die Sichtbarmachung eines Röntgendiffraktionsmu sters gedacht werden. Im Vergleich mit den üblichen Auf zeichnungsvorrichtungen, bei denen auf einer photografi schen Platte aufgezeichnet wird, bietet die erfindungsge mässe Vorrichtung u. a. den grossen Vorteil, dass das photo magnetische Aufzeichnungsmedium auf einfache Weise wie der gelöscht werden kann. So kann beispielsweise das Auf zeichnungsmedium, jetzt, wo es nach jeder Aufzeichnung ge löscht werden kann, und folglich nicht nur einmalig ver wendbar ist, die Form einer dünnen Schicht, die auf die In nenseite einer halben Hohlkugel angebracht ist, aufweisen, wobei sich der drehende Kristall im primären Röntgenbün del im Mittelpunkt der Kugel befindet.
Eine Vorrichtung zum photomagnetischen Aufzeichnen von elektromagnetischen Signalen mit Hilfe eines magneti sierbaren Werkstoffes besteht beispielsweise darin, dass sich im Betrieb dieser Werkstoff in einem Magnetfeld befindet, dessen Stärke zwischen der Koerzitivkraft des unbelichteten und der des belichteten Werkstoffes liegt, und deren Rich tung von der Richtung der Magnetisierung des unbelichte ten Werkstoffes abweicht.
Wenn der Werkstoff beispielsweise in Form einer dün nen Schicht einer elektromagnetischen Strahlung - die beispielsweise von einem Laserstrahl herrührt, - ausgesetzt wird, wird ebenso wie in der oben beschriebenen Vorrichtung, an der Stelle, an der die Strahlung konzentriert ist, eine höhere Koerzitivkraft entstehen als im umringenden Gebiet. Ein danach angelegtes Magnetfeld mit einer derartigen Stärke, dass die Magnetisierung in den unbelichteten Gebieten gerichtet werden kann, während die Magnetisierung in den belichteten Gebieten durch die an dieser Stelle vorhandene höhere Koerzitivkraft nicht gerichtet werden kann, wird in der Schicht ein Muster magnetisch nicht gerichteter Inseln (die belichteten Teile) in einem gerichteten (die unbelichteten Teile) Meer hervorrufen.
Bekanntlich kann ein derartiges magnetisches Muster beispielsweise mit Hilfe des Faradayschen Effektes gelesen werden, entweder in Reflektion oder in Übertragung.
Dadurch, dass die dünne Schicht erhitzt wird auf eine Temperatur, bei der die thermische Energie der Elektronen gross genug ist, kann das magnetische Aufzeiehnungsmuster wieder von der dünnen Schicht entfernt werden.
In einer derartigen photomagnetischen Vorrichtung mit einer bewegbaren dünnen Schicht kann diese Schicht auch bevor die Einstrahlung erfolgt, durch ein auf diese Schicht einwirkendes erstes Magnetfeld in einer Richtung, die von der des während oder nach der Einstrahlung anzulegenden Feldes abweicht, vormagnetisiert werden.
Im Vergleich mit den thermischen magnetischen Aufzeichnungsverfahren auf einer Schicht aus MnBi treten die folgenden Vorteile der vorliegenden Aufzeichnungsvorrichtungen deutlich hervor.
1. Beim Erwärmen des MnBi wird sich die Erwärmung nicht auf das bestrahlte Gebiet beschränken; diese Wärmeleitfä higkeit führt zu einer Verringerung der verfügbaren Auf zeichnungsfläche und somit zu einer kleineren Bitdichte als mit Hilfe einer vorliegenden photomagnetischen Vor richtung erreichbar ist.
2. Da die örtliche Erwärmung von MnBi einige Zeit bean sprucht, während die Anregung der Elektronen in den vor liegenden Werkstoffen nahezu sofort geschieht, ist die er reichbare Aufzeiehnungsgesehwindigkeit bei der vorlie genden Vorrichtung wesentlich grösser als bei der bekann ten Vorrichtung.
Device for displaying and / or recording electromagnetic
radiation
The invention relates to a device for showing and / or recording electromagnetic strah ment, which is directed to a magnetizable body, wherein a device for detecting the change in a magnetic parameter of the magnetizable body is provided for displaying and / or recording.
Such a magnetizable body can, for example, contain MnBi and is described by C. D. Mee in 1. E. E. E.
Transactions on Magnetics, March 1967, pp. 73 ff.
As is known, a magnetized layer can be locally heated to above its Curietempe temperature by irradiating electromagnetic radiation, for example with the aid of a laser beam. When this temperature is exceeded, the material no longer exhibits any coercive force.
According to the aforementioned publication, this influencing can be used for display or recording purposes. A layer magnetized in only one direction
MnBi is locally heated to above its Curie temperature.
This heating takes place by irradiation and takes place in a magnetic field whose direction is different from that of the magnetization in the layer. As the temperature rises, the magnetic moment in the layer decreases at this point, so that from a certain temperature to the externally applied field, the direction of magnetization will turn in the direction of this field. If after the radiation is removed and the temperature drops again, an area irradiated under the circumstances mentioned will have a magnetization which is different from that of the surroundings of this area.
Such a recording can, for example, use the Faraday effect, the polarization plane of a beam of linearly polarized electromagnetic radiation rotating under the influence of a magnetic field - depending on the size and direction of this field.
A recording method described above has many advantages in comparison with the recording method in which a magnetizable recording medium moving with respect to this head is recorded with the aid of a magnetic head, such as a ten to a hundred times higher recording speed and an achievable approx.
30 times higher bit density. The maximum achievable bit density is limited in particular by the thermal conductivity in the layer. Because of this conductivity, the heated area will expand somewhat out of the irradiated area, whereby useful recording surface is lost. The maximum usable recording speed is particularly limited by the time required for the local heating.
The invention is based on the experimentally obtained knowledge that it is possible to permanently change magnetic properties such as anisotropy field, coercive force and magnetic permeability of certain compounds by irradiating electromagnetic radiation. It has been found that the anisotropy field and the coercive force are increased by the radiation, while the permeability is decreased. Such an effect can serve as the basis for an entirely new system for photomagnetic recording.
According to the invention, the device mentioned at the beginning is characterized in that the magnetizable body contains a material with an ionic crystal structure, in which a majority of magnetic ions of a first valence are in crystal lattice sites of a first type and a minority of magnetic ions of a second valency are in crystal lattice sites of a second type The two types of crystal lattice sites are unequal, so that the radiation of electromagnetic radiation for which the material is sufficiently transparent causes a redistribution of the magnetic ions on the crystal lattice sites, whereby the magnetic properties of the material are changed.
Because this irradiation causes practically no heating of the material, the above-mentioned disadvantage due to thermal conductivity will not occur, so that a greater bit density can be obtained. The recording speed will also be able to increase, since it takes practically no time to produce the effect mentioned.
At the same time it turned out that the irradiation has an integrating effect, i. H. that the observed effect increases the longer the exposure is. This is an essential Licher advantage over the known thermographic recording process: a system for photomagnetic recording, which is based on the knowledge mentioned above, can be used not only for digital, but also for analog recording.
The invention is explained below with reference to the graphic representations of FIGS. 1 to 3, for example.
Experiments were made with Y3Fe4,9 Sir, 1,012 garnet. This compound, which can also be represented by the chemical formula Y3Fe48 2+ (SiFe2 +) 0.1012, contains both divalent and trivalent Fe ions.
If such a garnet is magnetized in its crystallographic (111} direction (a preferred magnetic direction), the free electrons present will choose a position adapted to this magnetization by diffusion within the lattice, so that the free energy becomes as small as possible the garnet is cooled to, for example, 20 "K. If a field is now deposited in the (111) direction instead of the (111f direction, the result is that the magnetic anisotropy field in this (111f direction is smaller than in the (111> direction.
The difference is about 170 Oe. This result has already been found earlier for both types of compounds: after some time it turns out that this difference stabilizes at a value slightly less than 170 Oe.
In the graph according to FIG., For the case described above, curve (s) indicates the magnetic field which must be applied in the (11T> direction in order to obtain magnetic resonance as a function of time. It turns out that that this applied resonance field decreases with time, which corresponds to an equal increase in the anisotropy field. After a decrease of approx. 60 Oe (and thus an increase of the anisotropy field by approx. 60 Oe), it stabilizes at a value between the values shown in the ( 1ist and the (1l1 direction for the resonance fields.
Surprisingly, it has now been found that if electromagnetic radiation with a wavelength X, with 0.8 pL <X <2.2 FL, for which wavelength such garnets are transparent enough, then the H required for resonance was irradiated (11 1) decreases up to a value of H (1,1p H (1 1) 'which corresponds to a slope of the anisotropy field in the (111} direction, up to the value of the anisotropy field in the (111) direction This decrease in the required resonance field is indicated by curve (b) 1. Point B in the figure is the point (t = 40 min .; H = 2640 Oe) at which the electromagnetic radiation begins.
It was found that the free electrons absorbed energy quanta through the electromagnetic radiation, which enabled the transition Fe2 + = Fe3 + so that the electrons could be re-classified.
In this way it turns out that it is possible to record the electromagnetic radiation with the aid of changes in the magnetic anisotropy field of this material caused by this radiation.
It should be noted that the recording method described above is reversible; if the H (l11) required for resonance falls back to the value H (111) due to the irradiation, the H (l11) jumps back to the old H (value.
Mutatis mutandis, this reversibility also applies to the anisotropic fields in the (111) and (111f direction.
A second experiment was carried out with Y3Fe4.95 3+ (SiFe2 +) 0.025O12. A body consisting of it was cooled to 77 "K in the dark and demagnetized. A magnetic permeability y of approx. 40 was measured. The body was then exposed to electromagnetic radiation with a maximum wavelength of approx. 1.5 FL and an intensity at Surface irradiated by about 10-2W / cm2 It turned out that the magnetic permeability slowly decreased until it had dropped to about 14 after 3 minutes.
In the graphic representation according to FIG. 2 it is indicated how this runs as a function of time when a light radiation flash with a flash duration of 10-2 sec.
is blasted on it.
A third experiment, also with a Y3Fe4953 + (SiFe2 +) 002sOI2 body cooled in the dark (up to 77 K), shows that the radiation of electromagnetic radiation (Ämax = approx. 1.5 il) increases the coercive force. See the graph according to FIG. 3, in which two hysteresis loops are shown, one (a) recorded in the dark at 77 "K, the other (b) after the radiation had ended. It can be seen that the coercive force of approx 0.5 Oe to about 0.8 Oe.
It is essential for this compound, of which the material is made, that it contains at least two types of ions and that potential thresholds have to be overcome for the diffusion of the electrons.
The material can be made from a compound of the formula M3Fe3s + 6¯s (AfiFe2cr 012, in which M is a rare earth element or a combination thereof and A is Si, Ti, Ge or Sn, while 0 '6 <1 and O <± < 1 is.
It should be noted that in this context the element Y is also counted among the rare earths.
Such garnets have a magnetic anisotropy which is caused by the presence of Fe2 + ions. In order to promote the existence of Fe2 + ions, for example, an amount of an element A is present. However, this presence is not necessary for Fe2 + - besides Fe3 + -ions to exist.
The magnetizable material can consist of garnets with the chemical formula mentioned above in which M = Y, A = Si and b + 0.
Another group of compounds that can serve as materials consists of a compound R Fe3 + 2 6 g A8 Fer2 + O4, in which R = Ni, Zn, Co, Mg, Mn or (LiFe) 05 and where A = Si, Ti, Ge or Sn, with 0 d 6 <1 and 0 <E <1, with a spinel structure.
Spinel structure is understood to mean a cubic crystal structure corresponding to that of the mineral spinel, with a composition according to the formula Mg Al 2 O 4.
The material can also consist of a compound of the chemical formula EFe3 + l2-8-c AFec2 + Ol9, in which E = Pb, Sr or Ba and A = Si, Ti Ge or Sn, with 0 '8 <1 and 0 'E <1, with a hexagonal crystal structure.
A method of introducing Fe2 + ions, which are essential for magnetic anisotropy to occur in compounds having a composition of the formula M3FesO12, in which M is a rare earth element or a combination thereof, of the formula RFe2O4, in which R is a of the elements Ni, Zn, Co, Mg, Mn or (LiFe) 05, or of the formula EFs2Osg in which E = Pb, Sr or Ba, can consist in the fact that in a compound of the type mentioned some of the Fe3 + ions is replaced by Si4 + ions, as a result of which some of the remaining Fe3 + ions are converted into Fe2 + ions.
A second method of achieving this goal can be that a compound of the type mentioned is reduced by heating. As a result of this heating, oxygen will escape, creating Fe2 + ions.
In practice it turns out that the present device is particularly important for recording radiation on a magnetizable recording medium.
In particular, when the recording is read using the Fara Day effect, the material is expediently placed in a magnetic field during or after the irradiation, the strength and direction of which is such that the irradiated areas have a different magnetic direction than their surroundings. The device described can consist in that the material is in a magnetic field, the strength of which lies between the coercive force of the unexposed and that of the exposed material and the direction of which deviates from the direction of magnetization of the unilluminated material. It should be noted that before exposure, the material can either be completely demagnetized or magnetized in only one direction.
It can be thought of devices for drawing on infrared and X-rays, for example, images of these rays can be converted into visible images. At the same time, the integrating effect of the radiation can then be used to advantage, whereby changes in Hc and are dependent on the intensity of the radiation. Because the direction of the magnetic field is changed during the exposure to infrared or X-ray radiation, or immediately afterwards, compared to the direction prevailing before the illumination, the image pattern is converted into a magnetization pattern.
The magnetic field strength must be such that the magnetization in the unexposed parts and in the exposed parts does not rotate in the new field direction. This magnetization pattern is made visible with the help of the Faraday effect.
By using polarized light and viewing the reflected image through an analyzer, the magnetization pattern is again seen as a brightness pattern. A quenching phase will also have to be introduced in which the ferromagnetic material (mostly in
Form a thin layer) must be erased by heating or by a fast alternating field.
If it is not erased immediately after recording and reading, the photomagnetic material can be used as an image memory.
The use of the present device for making an X-ray diffraction pattern visible can also be thought of. Compared with the usual recording devices, in which a photografi rule is recorded on the plate, the erfindungsge Permitted device u. a. the great advantage that the photo-magnetic recording medium can be easily erased like that. For example, the recording medium, now that it can be erased after each recording, and is consequently not only usable once, can take the form of a thin layer attached to the inside of a half hollow sphere, the rotating crystal in the primary X-ray bundle is located in the center of the sphere.
A device for photomagnetic recording of electromagnetic signals with the help of a magnetizable material consists, for example, in the fact that this material is in operation in a magnetic field, the strength of which lies between the coercive force of the unexposed and that of the exposed material, and the direction of which direction the magnetization of the unexposed material deviates.
If the material is exposed to electromagnetic radiation, for example in the form of a thin layer, which comes from a laser beam, for example, a higher coercive force will arise than in the device described above at the point where the radiation is concentrated in the surrounding area. A magnetic field then applied with such a strength that the magnetization can be directed in the unexposed areas, while the magnetization in the exposed areas cannot be directed due to the higher coercive force present at this point, a pattern of magnetically non-directed islands in the layer (the exposed parts) in a directed (the unexposed parts) sea.
As is known, such a magnetic pattern can be read, for example with the aid of the Faraday effect, either in reflection or in transmission.
By heating the thin layer to a temperature at which the thermal energy of the electrons is large enough, the magnetic recording pattern can be removed from the thin layer again.
In such a photomagnetic device with a movable thin layer, this layer can also be premagnetized before the irradiation takes place by a first magnetic field acting on this layer in a direction that deviates from that of the field to be applied during or after the irradiation.
Compared with the thermal magnetic recording method on a layer of MnBi, the following advantages of the present recording apparatus are clearly evident.
1. When heating the MnBi, the heating will not be limited to the irradiated area; This thermal conductivity leads to a reduction in the available recording area and thus to a smaller bit density than can be achieved with the aid of an existing photomagnetic device.
2. Since the local heating of MnBi claims some time bean, while the excitation of the electrons in the materials in front of it happens almost immediately, he achievable Aufzeiehnungsgeseh SPEED in the present lowing device is much greater than in the known device.