DE1195971B - Anordnung zur UEbertragung von Information auf ein Magnetschichtelement axialer Anisotropie - Google Patents

Description

BUNDESREPUBLIK DEUTSCHLAND

DEUTSCHES

PATENTAMT

AUSLEGESCHRIFT

Int. α.:

Deutsche Kl.: 42 m-14

Nummer:
Aktenzeichen:
Anmeldetag:
Auslegetag:

J20119IXc/42m
22. Juni 1961
1. Juli 1965

Die Erfindung betrifft eine Anordnung zur Übertragung von Information auf ein Magnetschichtelement axialer Anisotropie durch eine gesteuerte Auslenkung des Vektors der Magnetisierung des Magnetschichtelements aus der Vorzugsachse der remanenten Magnetisierung in eine Achse, die zur Vorzugsachse annähernd senkrecht angeordnet ist.

Magnetschichtelemente oder Schaltelemente aus dünnen magnetischen Schichten sind bekannt; ihre Verwendung in Rechen- und Datenverarbeitungsanlagen ist schon vorgeschlagen worden. Unter einer dünnen magnetischen Schicht versteht man ein auf eine Unterlage aufgebrachtes magnetisches Material, das eine Dicke aufweist, die in der Größenordnung von z. B. 100 bis 10 000 Ä (1 Ä = 10~⁸ cm) liegt. Besonderes Interesse kommt magnetischen Schichtkörpern mit einheitlich ausgerichteter Magnetisierung zu; hierbei unterscheidet man isotrope und anisotrope Schichtkörper. Bei isotropen Schichtkörpern verharrt die Magnetisierung jeweils in der Lage, in die sie durch einen Umschaltprozeß, ζ. Β. hervorgerufen durch Anlegen eines äußeren Magnetfeldes, gebracht wurde. .Bei Schichtkörpern axialer Anisotropie gibt es bestimmte Vorzugsachsen für die remanente Magnetisierung. Bei Schichtkörpern mit uniaxialer magnetischer Anisotropie gibt es nur erne Vorzugsachse der remanenten Magnetisierung, die man auch als »leichte Richtung« bezeichnet. Wenn bei einem Schichtkörper mit uniaxialer Anisotropie der Vektor der Magnetisierung durch Anlegen eines äußeren Magnetfeldes aus der Vorzugsachse ausgelenkt wird, so kehrt er beim Abschalten des äußeren Magnetfeldes in diejenige Richtung der Vorzugsachse zurück, die mit der Lage des ausgelenkten Vektors den kleineren Winkel bildet.

Es ist auch bekannt, die binäre Information EINS bzw. NULL durch die Einstellung der remanenten Magnetisierung in eine der beiden Richtungen der "Vorzugsachse darzustellen und die Umschaltung eines Magnetschichtelements aus der EINS- in die NULL- ' Lage bzw. umgekehrt durchzuführen. Diese Um-Schaltung kann entweder durch das sogenannte Wandoder durch Rotationsschalten erfolgen. W^eg^en der wesentlich kürzeren Schaltzeiten — sie liegen in der Größenordnung von Nanosekunden (1 Nanosekunde · = 10~⁹ Sekunden) — bevorzugt man die durch Rotationsschalten hervorgerufenen Ummagnetisierungsvorgänge. Beim Rotationsschalten oder Drehschalten erfolgt die Ummagnetisierung durch eine im allgemeine kohärente Drehung der Magnetisierungsdipole in die neue Richtung.

Es ist ferner bekannt, das Rotationsschalten dünner magnetischer Schichten zur Übertragung von binärer Anordnung zur Übertragung von
Information auf ein Magnetschichtelement
axialer Anisotropie

Anmelder:

International Business Machines Corporation,

Armonk,N.Y. (V. St. A.)

Vertreter:

Dipl.-Ing. H. E. Böhmer, Patentanwalt,

Böblingen (Württ), Sindelfinger Str. 49

Als Erfinder benannt:

Wolfgang Dietrich, Adliswil (Schweiz)

Beanspruchte Priorität:

Schweiz vom 24. Juni 1960 (7191) -

Information von einem ersten Element (steuerndes Element) auf ein zweites Element (gesteuertes Element) auszunutzen. Das Verfahren besteht darin, die Magnetisierung des gesteuerten Elements mindestens annähernd in eine zur Vorzugsachse senkrechte Richtung, welche auch »harte Richtung« genannt wird, auszudenken und sie in eine der beiden Richtungen der Vorzugsachse zurückzuschalten. Diese Richtung wird durch einen Steuerimpuls bestimmt, der vom steuernden Element abgeleitet wird. Der Steuerimpuls wird erhalten, indem durch Anlegen eines äußeren Feldes der Vektor der Magnetisierung des steuernden Elements aus einer der beiden eine Binärformation darstellenden Richtungen der Vorzugsachse gegen die »harte Richtung« hin ausgelenkt wird. Je nach der Ausgangslage erhält man in der Kopplungsleitung zwischen den beiden Elementen einen induzierten positiven bzw. negativen Stromimpuls. Dieser Stromimpuls erzeugt ein impulsförmiges Magnetfeld, welches im gesteuerten zweiten Magnetschichtelement die Richtung des Zurückschaltens des in die »harte Richtung« ausgelenkten Vektors der Magnetisierung beeinflußt. In Abhängigkeit von der Polarität des Stromimpulses bei gleichzeitigem Abschalten des auf das gesteuerte Element einwirkenden äußeren Feldes schaltet die Magnetisierung des gesteuerten Elements in eine der beiden möglichen Richtungen der Vorzugsachse zurück und

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übernimmt auf diese Weise die vorher im ersten Element Spule 14 vorgesehen, welche beim Durchfließen, eines

gespeicherte Binärinformation. Stromes in bezug auf das gesteuerte Element 12 ein

In der bekannten Informationsübertragungseinrich- äußeres Magnetfeld erzeugt, .das senkrecht zur leichten,

tung ist eine synchrone Arbeitsweise der dynamischen d. h. parallel zur harten Richtung verläuft. Zu dem

äußeren Magnetfelder erforderlich; außerdem benötigt 5 in F i g. 1 a dargestellten Zeitpunkt fließt durch die

man zwischen den einzelnen Elementen Übertragungs- Spule 14 kein Strom, so daß die Magnetisierung M12

leitungen. parallel zur leichten Richtung ausgerichtet ist. Die

Dieser Aufwand bekannter Einrichtungen wird da- beiden Elemente 11 und 12 sind räumlich eng bedurch vermieden, daß die Richtung des Vektors der nachbart angeordnet, so daß sich das Element 12 im remanenten Magnetisierung des gesteuerten Magnet- io Magnetfeld SIl des Magnetschichtelements 11 beschichtelements nach Abschalten der gesteuerten Aus- findet. In F i g. 1 a ist nur das Magnetfeld SU gelenkung des Magnetisierungsvektors allein durch die zeichnet; das ebenfalls vorhandene Magnetfeld des Richtung des ausreichend starken statischen Magnet- Magnetschichtelements 12 ist nicht gezeichnet, da es feldes eines räumlich benachbarten Informations- für den hier zu betrachtenden Vorgang keine wesentträgers bestimmt wird. 15 liehe Rolle spielt.

Diese Maßnahmen bieten die Möglichkeit zum Auf- Wenn man nun durch die Spule 14 einen Strom /

bau eines Schiebespeichers hoher Arbeitsgeschwindig- schickt, wie dies in F i g. 1 b gezeigt ist, und wenn

keit, dessen Elemente wenig Raum beanspruchen. dieser Strom so groß ist, daß das in bezug auf das

Ferner haben Schiebespeicher dieser Art den Vorteil, Magnetschichtelement 12 wirkende Magnetfeld der

daß die Herstellungskosten geringer sind. 20 Spule 14 größer ist als die Anisotropiefeldstärke Hr

Es zeigen der Magnetschicht, so wird der Magnetisierungs-

F i g. 1 a bis Ic schematische Darstellungen zur vektor M12 in die harte Richtung ausgelenkt. Damit

Übertragung von binärer Information zwischen zwei wird die Magnetisierung des gesteuerten Elements

Magnetschichtelementen, aus einer stabilen Zustandslage in einen Zustand

Fig. 2a und 2b eine Ausführungsform eines 25 leichter Beeinflußbarkeit in bezug auf den Übergang

Schiebespeichers in Seitenansicht und Draufsicht. in einen der zwei stabilen Zustände »0« oder »1« über-

Fig. 3 eine Darstellung des Schiebespeichers (Seiten- geführt. Es bedarf nur einer verhältnismäßig kleinen ansicht) mit den Anschlüssen an die Stromquellen bei Steuereinwirkung, um die Richtung des Zurück-Betrieb in einem ersten Betriebszustand, Schaltens von M12 zu bestimmen, dann nämlich, wenn

F i g. 4 Diagramme der Ströme in den Treiber- 30 das äußere Magnetfeld durch Abschalten des Stromes /

leitungen des Schiebespeichers in dem ersten Betriebs- in Spule 14 zum Verschwinden gebracht wird. Diesen

zustand, steuernden Einfluß auf das Zurückschalten von M12

Fig. 5a bis 5f eine Darstellung des Schiebe- übt das statische Magnetfeld£11 des steuernden

Speichers (Draufsicht) mit Darstellung der Magneti- Elements 11 aus. Das Magnetfeld SIl hat in bezug

sierungszustände der Elemente zu verschiedenen Zeit- 35 auf das Element 12 eine nach rechts gerichtete Kompo-

punkten während einer Informationsübertragung, nente, so daß beim Abschalten des Stromes I der

Fi g. 6 eine Darstellung des Schiebespeichers (Seiten- Magnetisierungsvektor in die nach rechts gerichtete

ansicht) mit den Anschlüssen an die Gleich- und Lage, die eine »1« kennzeichnet, zurückschaltet, womit

Wechselstromquellen bei Betrieb in einem zweiten die im Element 11 gespeicherte Binärinformation

Betriebszustand, 4° übernommen wird. Dieser Endzustand ist in F i g. 1 c

Fig. 7a bis 7c Diagramme der von den Gleich- dargestellt. Im Element 12 ist nun dieselbe Binär-

und Wechselstromquellen erzeugten Ströme bzw. information gespeichert wie im Element 11.
Wellenformen und die. auf die Magnetschichtelemente Einrichtungen, welche es gestatten, Binärinfor-

durch Stromüberlagerung effektiv wirksamen magne- mation über mehrere Stufen hinweg zu übertragen,

tischen Felder in dem zweiten Betriebszustand. 45 bezeichnet man als Schiebespeicher; sie finden in

Zur Einführung wird auf die F i g. la bis Ic Bezug Rechen- und Datenverarbeitungsanlagen verbreitete

genommen, in welchen das Prinzip der Übertragung Verwendung. Eine Ausführungsform eines auf dem

von binärer Information in drei aufeinanderfolgenden Prinzip der Magnetfeldkopplung beruhenden Schiebe-

Zeitpunkten schematisch dargestellt ist. Speichers ist in den Fig. 2a und 2b dargestellt.

In Fig. la sind zwei Magnetschichtelemente 11 5° Fig. 2 a zeigt eine Seitenansicht nach dem Schnitt AL, und 12 dargestellt. Beide Elemente mögen einheitlich und F ig. 2b zeigt eine Draufsicht nach dem Schnitt MN ausgerichtete Magnetisierungen aufweisen, die durch des erfindungsgemäßen Schieberspeichers. Die gezeigte die entsprechenden Magnetisierungsvektoren MIl und Anordnung ist so getroffen, daß sie vorzugsweise durch M12 gekennzeichnet sind. Zumindest das Element 12, einen mehrschichtigen Aufdampfprozeß hergestellt welches die Funktion des gesteuerten Elements hat, 55 werden kann. Auf einen Träger, z. B. eine Glassoll eine Vorzugsachse der remanenten Magnetisierung platte 21, wird ein erster metallischer Leiter 22 auf-(uniaxiale magnetische Anisotropie) aufweisen; diese gedampft. Auf ihn wird eine Isolierschicht 26 auf-Vorzugsach.se ist durch den Doppelpfeil 13 bestimmt. gebracht; dies kann ebenfalls durch Aufdampfen z. B. Eine nach links ausgerichtete Magnetisierung soll dann einer Siliziumoxydschicht (Gemisch von SiO und SiO₂) die Binärinformation NULL (»0«), eine nach rechts 60 geschehen. Darauf kommen dann mehrere in der ausgerichtete Magnetisierung soll eine EINS (»1«) dar- gleichen Ebene C befindliche Magnetschichtkörper 33, stellen. 36. Auch sie können durch Aufdampfen (von z. B.

Es wird angenommen, daß gemäß dieser Definition 80% Fe und 20% Ni) erzeugt werden. Durch Darüberim ersten (steuernden) Element 11 eine »1« und im bringen einer Isolierschicht, die organisch mit der zweiten (gesteuerten) Element 12 eine »0« gespeichert 65 Isolierschicht 26 identisch ist, werden die Magnetist. Die Aufgabe besteht nun darin, die im ersten schichtkörper 33, 36 von einem darüber befindlichen Element gespeicherte »1« auf das zweite Element zu zweiten metallischen Leiter 23 isoliert. Von diesem übertragen. Um dies- zu bewerkstelligen, ist eine durch eine Isolierschicht 27 getrennt befinden sich in

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einer Ebene B mehrere voneinander räumlich ge- bei allen Elementen gleich sein, und zwar soll sie trennte Magnetschichtkörper 32, 35. Deren rechte parallel zur Achse der Treiberleitungen verlaufen, entKanten liegen annähernd über den linken Kanten der sprechend dem Doppelpfeil 30 in F i g. 2b.
darunterliegenden Elemente 33, 36, etwa so, wie es in Zur Erläuterung der Funktion des oben in seiner F i g. 2 a gezeichnet ist. Ebensfalls durch die Isolier- 5 Struktur beschriebenen Schiebespeichers ist eine in schicht 27 von den Magnetschichtkörpern 32, 35 ge- F i g. 3 wiedergegebene vereinfachte Darstellung getrennt liegt darüber eine dritte leitende Schicht 24. wählt. Die Bezeichnung der Treiberleitungen 22 bis 25 Dann kommt — in analoger Weise wie bisher—wieder und der Magnetschichtelemente 31 bis 36 stimmt mit eine Isolierschicht 28, in welcher sich in einer Ebene A F i g. 2 a überein. Die Treiberleitungen sind an ihren mehrere voneinander räumlich getrennte Magnet- io rechten Enden unter Berücksichtigung der Wellenschichtkörper 31, 34 befinden. Ihre rechten Kanten widerstände der durch die Leiter 22 bis 25 gebildeten liegen annähernd über den linken Kanten der in der Bandleitungen miteinander verbunden; dies ist durch Ebene B befindlichen Magnetschichtkörper, während die eingezeichneten Abschlußimpedanzen Z berückihre linken Kanten annähernd über den rechten Kanten sichtigt. Die linken Enden der Treiberleitungen sind der in der Ebene C befindlichen Magnetschichtkörper 15 mit drei Impulsgeneratoren Ga, Gb und Gc verbunden, liegen. Zuoberst der Anordnung befindet sich eine Wie aus Fi g. 3 ersichtlich, sind die Treiberleitungen 24, vierte leitende Schicht 25. Diese leitende Schichten 22 25 mit Ga, die Leitungen 23, 24 mit Gb und die bis 25 sind vorteilhafterweise mit einer Vielzahl ganz Treiberleitungen 22, 23 mit dem Generator Gc verschmaler Längsschlitze 29 versehen, einmal um den bunden. Der Einfachheit halber sollen im folgenden Durchtritt der von den Magnetschichtelementen aus- 20 die Elemente 31 und 34 auch als A-Elemente, 32 und 35 gehenden Magnetfelder zu begünstigen, zum anderen als B-Elemente und die Elemente 33 und 36 auch als um Dämpfungserscheinungen durch Wirbelströme C-Elemente bezeichnet werden,
herabzusetzen. Es ist dem Fachmann bekannt, wie man Die Generatoren erzeugen Impulsfolgen, wie sie in solche Längsschlitze fertigungstechnisch herstellen F i g. 4 dargestellt sind. Die Impulszüge weisen die kann. Ein bewährtes Verfahren besteht beispielsweise 25 gleiche Impulsfrequenz auf, sind jedoch gegeneinander darin, die Schlitze — ähnlich wie bei der Herstellung um 120° phasenverschoben. Die vom Generator Ga gedruckter Schaltungen — durch Herausätzen zu erzeugten Impulse sind gegenüber den von G_B und G_c erzeugen. Diese Schlitze können eine Breite von etwa erzeugten Impulsen von entgegengesetzter Polarität. 25 μΐη (1 μΐη = 10~⁹m) haben. Die durch die Treiberleitungen fließenden Ströme Die Anordnung des in F ig. 2 a und 2 b dargestellten 30 erzeugen in bezug auf die Magnetschichtelemente Schiebespeichers kann anstatt durch einen mehr- magnetische Felder in der harten Richtung. Wie schichtigen Aufdampfprozeß auch durch andere Her- bereits erwähnt, soll die Stärke dieser Magnetfelder stellungsverfahren realisiert werden, die bereits für die größer oder wenigstens annähernd gleich sein der Herstellung gedruckter Schaltungen bekannt sind. Die Anisotropiefeldstärke Hk der Magnetschichten. Bei Leiter 22 bis 25 sowie die Magnetschichtelemente 31 35 heute gebräuchlichen Schichten liegt diese in der bis 36 können auch durch elektrolytisches Nieder- Größenordnung von 5 Oersted. Die Stärke der Stromschlagen aus einem die entsprechenden Metallionen impulse muß dementsprechend gewählt werden,
enthaltenden Elektrolyten oder auch durch chemisches Bei den Generatoren kann es sich um irgendeine Ausfällen einer die entsprechenden Metallverbin- dem Fachmann bekannte Art von Stromerzeugungsdungen enthaltenden Lösung hergestellt werden. Das 40 mitteln handeln. Das Ein- und Abschalten der Ströme, Aufbringen der Isolierschichten 26 bis 28 kann auch so daß Impulsfolgen der dargestellten Art entstehen, durch Aufspritzen bzw. Aufsprühen von Kunststoff kann durch in den Generatoren enthaltene elektrische erfolgen. oder elektronische Schaltmittel, die z. B. periodisch

Die durch die Zeichnungen F i g. 2 a und 2b dar- betätigt werden, geschehen.

gestellte Anordnung ist keineswegs maßstabsgerecht 45 Unter Bezugnahme auf F i g. 5 wird der Inforwiedergegeben. Insbesondere ist die Gesamtanordnung mationsverschiebeprozeß in seiner zeitlichen Aufwegen der geringen Dicke der aufgedampften Schichten einanderfolge erläutert. In der gewählten schematischen von außerordentlich geringer Höhe (dargestellt durch Darstellung sind alle Magnetschichtelemente in eine h in F i g. 2 a). Zum besseren Verständnis werden hier Ebene projiziert (Draufsicht).

einige Maße der beispielsweise gezeigten Ausführungs- 5° In F i g. 5 a ist die Anordnung zu einem Zeitpunkt I₁ form wiedergegeben. Die Dicke der Magnetschicht- (vgl. Diagramm F i g. 4) gezeigt, in welchem der körper 31 bis 36 sei zwischen 100 und 3000 Ä, z. B. Generator Ga keinen Strom erzeugt und die beiden etwa 1000Ä, ihre Länge/ und ihre Breitet je etwa Generatoren Gb und Gc positive Ströme gleicher 3 mm. Die Dicke der als Treiberleitungen verwendeten Amplitude erzeugen. Das bedeutet, daß die Leiter 23 metallischen Schichten (z. B. Kupferschichten) 22 bis25 55 und 25 keinen Strom führen, der Leiter 24 einen Strom betrage etwa 10 000 Ä (= 1 μπα); sie werden Vorzugs- von links nach rechts und der Leiter 22 einen Strom weise etwas breiter als die Magnetschichtkörper aus- von rechts nach links führt. Die erzeugten Magnetgelegt, also etwa 5 bis 10 mm. Dementsprechend muß felder bewirken eine Auslenkung der Magnetisierung auch die Breite der Isolierschichten sein; als Dicke der B-und C-Elemente 32, 35 bzw. 33, 36 in die harte wird man für die Isolierschichten etwa 5000 bis 60 Richtung, wie es in F i g. 5 a dargestellt ist. Auf die 10 000 Ä (= V₂ bis 1 μηι) vorsehen. Aus diesen Maßen A-Elemente 31 und 34 wirkt praktisch kein Magnetergibt sich als Gesamthöhe h für die Anordnung etwa feld, so daß die Magnetisierung dieser beiden Elemente μΐη, d. h. etwa V₁₀₀ mm. Was somit die Kopplung in der leichten Richtung verbleibt. Es sei angenommen, zwischen zwei benachbarten Elementen anbetrifft daß im Element 31 eine »1«, im Element 34 eine »0« (auch zwischen den Elementen 33 und 34), so kann 65 gespeichert ist.

man von der vereinfachenden Annahme ausgehen, In F i g. 5 b ist die Anordnung zu einem Zeitpunkt i_a

daß alle Magnetschichtelemente gleichberechtigt in gezeigt, in welchem die Generatoren Ga und Gb keinen

Serie hintereinanderliegen. Die leichte Richtung soll Strom erzeugen und der Generator Gc einen positiven

Strom erzeugt. Gegenüber I₁ ist der Strom von Gb nun Zum Betrieb des erfindungsgemäßen Schiebeabgeschaltet. Beim Abschalten dieses Stromes schalten Speichers kann man auch andere Wellenformen als die die Magnetisierungen der Elemente 32 und 35 in die in F i g. 4 dargestellten verwenden. Insbesondere beim leichte Richtung zurück bei gleichzeitiger Übernahme Betreiben des Schiebespeichers mit sehr hohen Taktder in den linken Nachbarelementen 31 bzw. 34 ge- 5 frequenzen wird man Wellenformen wählen, die einen speicherten Information. Die Anordnung ist — um möglichst kleinen Anteil von Oberwellen enthalten, eine eindeutige Informations-Verschieberichtung zu d. h., man wird eine Sinusschwingung oder eine einer erhalten — so getroffen, daß die rechten Nachbar- solchen möglichst nahe kommende Wellenform wählen, elemente 33 und 36 der Information übernehmenden In F i g. 6 ist der Schiebespeicher mit den erforder-

Elemente 32 und 35 zum Zeitpunkt der Informations- ίο liehen Anschlüssen an die Stromquellen schematisch Übernahme in die harte Richtung ausgelenkt sind, so dargestellt. Die Bezeichnung der Treiberleitungen 22 daß von ihnen kein koppelndes Feld in der leichten bis 25 und der Magnetschichtelemente 31 bis 36 Richtung ausgeht. stimmt wieder mit Fig. 2a überein. Die Treiberin F i g. 5c ist die Anordnung zu einem Zeitpunkt t_a leitungen sind an ihren rechten Enden über die Abgezeigt, in welchem Ga einen negativen, Gb keinen is schlußimpedanzen Z miteinander verbunden. Die und Gc einen positiven Strom erzeugt. Unter diesen linken Enden der Treiberleitungen sind an zwei Bedingungen verharren die B-Elemente in der leichten Gleichstromquellen DCl und DCl sowie an drei Richtung, während die A- und C-Elemente in die harte Wechselstromquellen ACa, ACb und ACc ange-Richtung ausgelenkt sind. Beim Übergang von t₂ nach schlossen. Während der Gleichstromanschluß direkt t_a fand keine Informationsübertragung statt; die zum a° erfolgt, sind die Wechselstromquellen über kapazitive Zeitpunkt I₁ in den Α-Elementen stehende Information Ankopplungsglieder, z. B. Kondensatoren K, angesteht jetzt zum Zeitpunkt t_z in den B-Elementen. schlossen. Der dem Schiebespeicher zugeführte Gleich-In F i g. 5d ist die Anordnung zu einem Zeitpunkt t_t strom ist in dem Diagramm F i g. 7 a und die von den gezeigt, in welchem Ga einen negativen, Gb und Gc Wechselstromquellen erzeugten Wellenformen sind keinen Strom erzeugen. Gegenüber t₃ haben die 25 in dem Diagramm F i g. 7 b dargestellt. Die durch C-Elemente in die. leichte Richtung zurückgeschaltet Überlagerung von den Gleich- und Wechselströmen bei gleichzeitiger Übernahme der Information von den erzeugten Magnetfelder, die in bezug auf die A-, B-B-Elementen infolge des von diesen ausgehenden und C-Elemente wirksam sind, werden durch das magnetischen Feldes in der leichten Richtung. Diagramm Fig. 7c gezeigt. Der eingezeichnete In F ig. Seist die Anordnung zu einem Zeitpunkt t₅ 3° Wert-ff/f bedeutet die Anisotropiefeldstärke; wie gezeigt, in welchem Ga einen negativen, Gb einen bereits erwähnt, liegt bei heute gebräuchlichen positiven und Gc keinen Strom erzeugt. Unter diesen Schichten der Wert von Hk bei etwa 5 Oersted. Die Bedingungen verharren die C-Elemente in der leichten Amplituden der Gleich- und Wechselströme müssen Richtung, während die A- und B-Elemente in die harte diesem Wert entsprechend angepaßt werden. Richtung ausgelenkt sind. Beim Übergang von t_t nach 35 Die von den Gleichstromquellen erzeugten Ströme t₆ fand keine Informationsübertragung statt; die zum dienen lediglich zum Aufbau von magnetischen Zeitpunkt I₁ in den A- und zum Zeitpunkt /₃ in den Gleichfeldern, welche das Nullniveau der wirksamen B-Elementen stehende Information steht jetzt zum äußeren magnetischen Wechselfelder entweder nach Zeitpunkt /₆ in den C-Elementen. oben (für die Α-Elemente) bzw. nach unten (für die B-In Fig. 5f ist schließlich die Anordnung zu einem 4° und C-Elemente) verlagern. Da für die B- und C-Zeitpunkt ί_β gezeigt, in welchem Gb einen positiven, Elemente diese Niveauverschiebung gleichsinnig er- Ga sowie Gc keinen Strom erzeugen. Gegenüber i_s folgt, braucht man dafür nur eine Gleichstromhaben die Α-Elemente in die leichte Richtung zurück- quelle DCl. Die Wellenform der Wechselströme kann geschaltet bei gleichzeitiger Übernahme der In- trapezförmig oder nahezu sinusförmig sein, wie es in formation von den links benachbarten C-Elementen 45 dem Diagramm F i g. 7b dargestellt ist. infolge des von diesen ausgehenden Magnetfeldes. In Die Arbeitsweise des Schiebespeichers von F i g. 6 der Zeichnung wurde angenommen, daß ein zum mit den Wellenformen nach F i g. 7 c ist prinzipiell A-Element31 links benachbartes C-Element, das ähnlich der bereits beschriebenen Arbeitsweise des nicht gezeichnet ist, eine »1« gespeichert haben möge, Schiebespeichers von Fig. 3 mit den Impulsfolgen d. h. daß dessen Magnetfeld eine nach rechts gerichtete 5° nach F i g. 4. Unter Bezugnahme auf das Diagramm Komponente aufweist, was symbolisch durch einen F i g. 7 c, welches die auf die A-, B- und C-Elemente Pfeil 39 angedeutet ist. Es ist selbstverständlich, daß einwirkenden magnetischen Treibfelder Ha, Hb und die gezeichneten Elemente 31 bis 36 nur einen Aus- Hc wiedergibt, ist zu ersehen, daß zu einem Zeitschnitt aus einer längeren Reihe von Elementen in punkt I₁ die Magnetisierungen der B- und C-Elemente einem Schiebespeicher darstellen. Auch als Eingabe- 55 in die harte Richtung ausgelenkt sind, da der Betrag und Ausgabeelemente für den Schiebespeicher von Hb und Hc zu diesem Zeitpunkt gleich oder können gleichartige Magnetschichtelemente verwendet größer ist als der Absolutbetrag der Anisotropiefeldwerden, stärke \Ηκ\· Die Magnetisierung der Α-Elemente ist Aus dem bisher Gesagten geht klar hervor, wie der wegen des zum Zeitpunkt t_t wirksamen, relativ kleinen Informationsverschiebeprozeß weiter verläuft: Beim 60 magnetischen Treibfeldes Ha praktisch nur unwesent-Übergang von t₆ nach i₇ (vgl. das Diagramm F i g. 4) lieh aus der leichten Richtung ausgelenkt; jedenfalls werden die C-Elemente in die harte Richtung aus- ist zwischen den Zeitpunkten t_x und t_z die magnetische gelenkt, womit ein zu t_x analoger Zustand wieder- Feldkomponente der Α-Elemente in bezug auf die hergestellt ist Die Pfeile im Diagramm von F i g. 4 leichte Richtung der benachbarten B-Elemente gesymbolisieren das Stattfinden einer Informations- 65 nügend groß, um das in dieser Zeit stattfindende ZuÜbertragung von den A- zu den B-, von den B- zu den rückschalten der Magnetisierung der B-Elemente im C- und von den C- zu den Α-Elementen, wie es vorher- Sinne der durchzuführenden Informationsübertragung gehend in Ausführlichkeit beschrieben wurde. zu beeinflussen (vgl. Pfeil A->S).

Zum Zeitpunkt t_% sind die C-Elemente in die harte Richtung ausgelenkt, während die Magnetisierung der A- und B-Elemente zumindest angenähert parallel zur leichten Richtung steht.

Zum Zeitpunkt t₃ sind die A- und C-Elemente in die harte Richtung ausgelenkt, während die Magnetisierung der B-Elemente durch das relativ kleine Treibfeld Hb praktisch nur unwesentlich aus der leichten Richtung ausgelenkt wird. Zwischen den Zeitpunkten t_s und ti ist die magnetische Feldkomponente der B-EIemente in bezug auf die leichte Richtung der benachbarten C-Elemente genügend groß, um das in dieser Zeit stattfindende Zurückschalten der Magnetisierung der C-Elemente im Sinne der durchzuführenden Informationsübertragung zu beeinflussen (vgl. Pfeil

Zum Zeitpunkt i₄ sind die Α-Elemente in die harte Richtung ausgelenkt, während die Magnetisierung der B- und C-Elemente zumindest angenähert parallel zur leichten Richtung steht.

Zum Zeitpunkt t_s sin die A- und B-Elemente in die harte Richtung ausgelenkt, während die Magnetisierung der C-Elemente durch das zu diesem Zeitpunkt wirksame, relativ kleine magnetische Treibfeld Hc praktisch nur unwesentlich aus der leichten Richtung ausgelenkt ist. Zwischen den Zeitpunkten t_s und t_e ist die Magnetfeldkomponente der C-Elemente in bezug auf die leichte Richtung der benachbarten Α-Elemente genügend groß, um das in dieser Zeit stattfindende Zurückschalten der Magnetisierung der Α-Elemente im Sinne der durchzuführenden Informationsübertragung zu beeinflussen (vgl. Pfeil C-^A).

Zum Zeitpunkt ί_β sind die B-Elemente in die harte Richtung ausgelenkt, während die Magnetisierung der A- und C-Elemente zumindest angenähert parallel zur leichten Richtung steht.

Damit ist ein Zyklus des periodischen Vorganges beendet; der Zeitpunkt t₇ ist nämlich wieder analog zu t_x, der Zeitpunkt t_a ist analog zu t₂, usw.

Obgleich die grundsätzlichen und neuen Merkmale der gegenständlichen Erfindung in Anwendung auf eine bevorzugte Ausführungsform einer Anordnung zur Übertragung von binärer Information dargestellt und beschrieben wurden, können von Fachleuten mannigfaltige Änderungen in der Form und in Einzelheiten der dargestellten Vorrichtung und auch deren Wirkungsweise vorgenommen werden, ohne dadurch den nachfolgend beanspruchten Geltungsbereich der Erfindung zu verlassen.

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Claims (23)

Patentansprüche:

1. Anordnung zur Übertragung von Information auf ein Magnetschichtelement axialer Anisotropie mit gesteuerter Auslenkung des Vektors der Magnetisierung des Magnetschichtelements aus der Vorzugsachse der remanenten Magnetisierung in eine Achse, die zur Vorzugsachse annähernd senkrecht angeordnet ist, dadurch gekennzeichnet, daß die Richtung des Vektors der remanenten Magnetisierung (M12) des gesteuerten Magnetschichtelements (12) nach Abschalten der gesteuerten Auslenkung des Magnetisierungsvektors allein durch die Richtung des ausreichend starken statischen Magnetfeldes eines räumlich benachbarten Informationsträgers bestimmt wird.

2. Anordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß auch der räumlich benachbarte Informationsträger als Magnetschichtelement (11) axialer Anisotropie ausgebildet ist, durch dessen remanente Magnetisierung das statische Magnetfeld (M 11) darstellbar ist.

3. Anordnung nach den Ansprüchen 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß am gesteuerten Magnetschichtelement (12) durch Erregerleitungen (14) ein magnetisches Treibfeld erzeugt wird (Fig. la bis Ic).

4. Anordnung nach den Ansprüchen 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß bei Abschaltungen des magnetischen Treibfeldes das steuernde Magnetschichtelement (11) das gesteuerte Magnetschichtelement (12) in die Richtung der remanenten Magnetisierung des steuernden Magnetschichtelements (11) ummagnetisiert.

5. Anordnung nach den Ansprüchen 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Richtung des magnetischen Treibfeldes zur Vorzugsachse (13) der remanenten Magnetisierung des gesteuerten Magnetschichtelements (12) annähernd rechtwinklig angeordnet ist.

6. Anordnung nach den Ansprüchen 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Magnetschichtelemente aus einer dünnen magnetischen Schicht bestehen, wobei die Dicke der Schichten einen Wert zwischen 100 und 15 000 Ä aufweist.

7. Anordnung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Feldstärke des magnetischen Treibfeldes einen Betrag von mindestens 9O°/o der Anisotropie-Feldstärke Hk des gesteuerten Magnetschichtelements (12) annimmt.

8. Anordnung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Feldstärke des magnetischen Treibfeldes gleich oder größer ist als die Anisotropie-Feldstärke Hr-

9. Anordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Magnetschichtelemente durch einen Aufdampfprozeß herstellbar sind.

10. Anordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Magnetschichtelemente durch elektrolytisches Niederschlagen von Metallionen aus einem die Metallionen enthaltenden Elektrolyten herstellbar sind.

11. Anordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Magnetschichtelemente durch chemisches Ausfällen einer Nickel- und Eisenverbindungen enthaltenden Lösung herstellbar sind.

12. Anordnung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Leiter der Treiberwicklung (14) als Bandleiter ausgebildet sind.

13. Anordnung nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, daß die Bandleiter Längsschlitze aufweisen.

14. Anordnung nach Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet, daß die Breite der Längsschlitze zwischen 1 und 1000 μηι beträgt.

15. Anordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Magnetschichtelemente eine im wesentlichen rechteckige bzw. quadratische Form haben und daß sie zueinander seitenparallel angeordnet sind.

16. Anordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das gesteuerte und das zu steuernde Magnetschichtelement so zueinander angeordnet sind, daß der Abstand zwischen ihnen eine Größe hat, die das 10""¹- bis 10*fache der Schichtendicke der Elemente ausmacht.

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17. Anordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß ein drittes Magnetschichtelement vorgesehen ist, wobei das steuernde, das gesteuerte und das dritte Element längs einer vorgegebenen Richtung angeordnet sind, und daß Magnetisierungseinrichtungen vorgesehen sind, um die Magnetisierung des dritten Elements zumindest während der vom steuernden auf das gesteuerte Element stattfindenden Informationsübertragung so auszulenken, daß das Magnetfeld des dritten Elements das gesteuerte Element nicht ummagnetisiert.

18. Anordnung nach den Ansprüchen 1 und 17, dadurch gekennzeichnet, daß auch das steuernde und das dritte Magnetschichtelement axiale Anisotropie aufweisen und daß die Vorzugsachsen der remanenten Magnetisierungen der drei Magnetschichtelemente zueinander parallel angeordnet sind.

19. Anordnung nach Anspruch 18, dadurch gekennzeichnet, daß eine Vielzahl von gleichartigen ao Magnetschichtelementen vorgesehen ist, deren geometrische und schaltungsmäßige Anordnung sich nach jeweils drei Elementen periodisch wiederholt.

20. Anordnung nach den Ansprüchen 3 und 19» dadurch gekennzeichnet, daß die Treiberwicklungen der jeweils dritten Magnetschichtelemente in einer Reihenfolge von Elementen gemeinsam ein- und ausschaltbar sind.

21. Anordnung nach Anspruch 20, dadurch gekennzeichnet, daß die Treiberleitungen von drei Gruppen der Magnetschichtelemente an Stromquellen angeschlossen sind, die gegeneinander um 120° phasenverschobene impulsförmige Ströme erzeugen.

22. Anordnung nach Anspruch 20, dadurch gekennzeichnet, daß die Stromquellen gegeneinander um 120° phasenverschobene trapez- oder sinusförmige Wellenformen erzeugen und daß zweite Stromquellen angeschlossen sind, die einen konstanten Gleichstrom erzeugen.

23. Anordnung nach den Ansprüchen 12 und 19, dadurch gekennzeichnet, daß die Magnetschichtelemente gruppenweise in drei Ebenen angeordnet sind und daß zwischen den einzelnen Gruppen sowie oberhalb und unterhalb der gesamten Anordnung Bandleitungen angeordnet sind, die magnetische Treibfelder erzeugen.

Hierzu 2 Blatt Zeichnungen

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