DE1295730B - Process for the production of bistable thin-film toroidal cores - Google Patents

Process for the production of bistable thin-film toroidal cores

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DE1295730B
DE1295730B DEJ23768A DEJ0023768A DE1295730B DE 1295730 B DE1295730 B DE 1295730B DE J23768 A DEJ23768 A DE J23768A DE J0023768 A DEJ0023768 A DE J0023768A DE 1295730 B DE1295730 B DE 1295730B
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Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung bistabiler Dünnschicht-Ringkerne.The invention relates to a method for producing bistable thin-film toroidal cores.

Der erhöhte Bedarf an schnelleren und verläßlicheren Rechnern hat gegenwärtig das Interesse auf Festkörper-Bauelemente gerichtet. So stellt die Entwicklung des Ferritkernes einen bedeutenden Schritt dar. Die Rechteckschleifencharakteristik derartiger Kerne ist so gleichförmig und verläßlich, daß Rechner mit mehr als einer Million Kernen betriebssicher sind. ίοThe increased need for faster and more reliable computers is currently attracting interest Solid-state components directed. The development of the ferrite core represents a significant step The square loop characteristics of such cores are so uniform and reliable that computers with more than a million cores are operationally reliable. ίο

Die Entwicklung von Dünnschichtelementen für die Verwendung in Speichern von Digitalrechnern wurde eingeleitet durch den Wunsch, das Verhältnis der Schaltgeschwindigkeit zur Amplitude des Ausgangssignals der gegenwärtigen Ferritkernspeicheranlagen zu verbessern. Die Arbeitsgeschwindigkeit der Speicher war durch die Geschwindigkeit begrenzt, mit welcher die Magnetisierung zwischen zwei die Informationen 1 und O darstellenden stabilen Zuständen umgekehrt werden kann.The development of thin-film elements for use in memories of digital computers was initiated by the desire to determine the ratio of the switching speed to the amplitude of the output signal of current ferrite core storage systems. The speed of work the memory was limited by the speed with which the magnetization between two die Information 1 and O representing stable states can be reversed.

Es gibt zwei grundsätzliche Verwendungsarten für Dünnschicht-Ringkerne, und zwar die parallele und die orthogonale. Bei beiden Verwendungsarten sind die Dünnschicht-Ringkerne in einer Matrix angeordnet, wie dies in der Datenverarbeitungstechnik üblich ist. Dabei ist es möglich, den magnetischen Zustand irgendeines ausgewählten Ringkernes der Matrix individuell durch die gleichzeitige Erregung eines sich in diesem Ringkern schneidenden einzigen Reihenleiters und eines einzigen Spaltenleiters zu ändern. Bei der parallelen Arbeitsweise werden diese Leiter so erregt, daß sie parallele Treibfelder erzeugen. Andererseits sind bei der orthogonalen Arbeitsweise die Leiter derart geschaltet, daß sie zwei Treibfelder im rechten Winkel zueinander erzeugen.There are two basic uses for thin-film toroidal cores, namely parallel and the orthogonal. With both types of use, the thin-film toroidal cores are arranged in a matrix, as is customary in data processing technology. It is possible to use the magnetic State of any selected toroid of the matrix individually by the simultaneous excitation a single row conductor and a single column conductor intersecting in this toroidal core change. When working in parallel, these conductors are excited in such a way that they generate parallel driving fields. On the other hand, in the orthogonal mode of operation, the conductors are connected in such a way that they have two driving fields at right angles to each other.

Die parallele Arbeitsweise ist die Arbeitsweise, welche gewöhnlich in Verbindung mit Ferrit-Ringkernen verwendet wird. Es sind Speicheranlagen dieser Art zur Speicherung binärer Informationen duzierbaren Eigenschaften erzeugbar sind. Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch die Kombination'folgender Verfahrensschritte gelöst:The parallel mode of operation is the mode of operation that is usually used in conjunction with ferrite toroidal cores is used. There are storage systems of this type for storing binary information Ducible properties can be generated. According to the invention, this object is achieved by the combination of the following Process steps solved:

a) Auf die Mantelfläche eines hohlzylindrischen siliziumhaltigen Trägers wird mittels Vakuum-Aufdampf ung eine Schicht aus Chrom oder einer Chromlegierung aufgebracht;a) Vacuum vapor deposition is applied to the outer surface of a hollow cylindrical silicon-containing carrier a layer of chromium or a chromium alloy is applied;

b) auf diese Schicht wird eine elektrisch leitende Schicht eines Edelmetalls im Vakuum aufgedampft; b) an electrically conductive layer of a noble metal is vapor-deposited onto this layer in a vacuum;

c) die elektrisch leitende Schicht wird durch elektrolytische Abscheidung in einem magnetischen Richtfeld mit einer einachsig orientierten dünnen Schicht eines ferromagnetischen Metalls überzogen; c) the electrically conductive layer is made by electrolytic deposition in a magnetic Directional field covered with a uniaxially oriented thin layer of a ferromagnetic metal;

d) der Träger mit den genannten Überzügen wird in eine plastische Masse eingebettet;d) the carrier with said coatings is embedded in a plastic mass;

e) der Träger samt der Einbettung wird in radialer Richtung in Ringscheiben mit parallelen Stirnflächen zerschnitten, unde) the carrier including the embedding is in the radial direction in annular disks with parallel end faces cut up, and

f) die plastische Masse wird von den Ringen entfernt. f) the plastic mass is removed from the rings.

Die nach dem erfindungsgemäßen Verfahren hergestellten Dünnschicht-Ringkerne können in den üblichen in paralleler Weise arbeitenden Schaltkreisen als ein verbesserter Ersatz für ringförmige Ferritkerne oder in den neueren in der orthogonalen Weise arbeitenden Schaltkreisen verwendet werden. Die Anpassung des Herstellungsverfahrens an die beabsichtigte Arbeitsweise der Ringkerne gibt der Anlage, in der diese Ringkerne verwendet werden, vorzügliche Schalteigenschaften. Außerdem ist es sehr vorteilhaft, daß sich mit dem erfindungsgemäßen Verfahren Dünnschicht-Ringkerne billig und in großen Mengen mit höchster Zuverlässigkeit undThe thin-film toroidal cores produced by the process according to the invention can be used in the common parallel operating circuitry as an improved replacement for annular ferrite cores or in the newer orthogonal circuits. the Adaptation of the manufacturing process to the intended mode of operation of the toroidal cores gives the System in which these toroidal cores are used, excellent switching properties. Besides, it is very advantageous that thin-film toroidal cores cheap and in large quantities with the highest reliability and

sowohl in dreidimensionaler als auch in zweidimen- 40 gleichförmigen Eigenschaften herstellen lassen,
sionaler Ausführung bekannt. Es sind zwar bei einem bekannten Speicherelement
can be produced in both three-dimensional and two-dimensional 40 uniform properties,
sional execution known. It is true in a known memory element

Es ist bekannt, dünne magnetische Schichten auf einem geeigneten Träger durch an sich bekannte Verfahren, wie Aufdampfen im Hochvakuum, elektrolytische Abscheidung oder Zerstäubung, abzulagern. Der Herstellung von Metallauf dampfschichten wurde mehr Aufmerksamkeit gewidmet als jedem der beiden anderen genannten Herstellungsverfahren. Außerdem war es fast das ausschließliche Bestreben, die magnetischen Schichten auf ebenen die Verfahrensschritte des Aufdampfens einer leitenden Schicht auf einen Träger und des Überziehens dieser leitenden Schicht mit einem ferromagnetischen Film durch elektrolytische Abscheidung in einem magnetischen Richtfeld vorzufinden, und außerdem ist es bekannt, einen Ferritstrang in Scheiben zu zerschneiden, jedoch mit diesen Verfahrensschritten allein ist die erfindungsgemäße Aufgabe nicht lösbar.It is known, thin magnetic layers on a suitable carrier by known per se Process such as vapor deposition in a high vacuum, electrolytic deposition or sputtering, to be deposited. The fabrication of metal vapor deposition has received more attention than any of them two other manufacturing processes mentioned. In addition, it was almost the exclusive endeavor the magnetic layers on plan the process steps of vapor deposition of a conductive Layer on a support and covering this conductive layer with a ferromagnetic To find film by electrolytic deposition in a directional magnetic field, and also it is known to cut a ferrite strand into disks, but with these process steps the problem according to the invention cannot be achieved alone.

Trägern 50 So ist es gemäß dem erfindungsgemäßen Verfahrens-Carriers 50 So it is according to the inventive method

abzulagern und eine magnetische Schicht in einem schritt d) unbedingt notwendig, den Träger mit dento deposit and a magnetic layer in a step d) absolutely necessary to the carrier with the

einzigen Ablagerungsschritt herzustellen, die zur genannten Überzügen vor dem Zerschneiden in einesingle deposition step to produce the said coatings prior to cutting into a

Speicherung einer großen Anzahl von Bits fähig plastische Masse einzubetten, da sonst die sehr hartenStorage of a large number of bits capable of embedding plastic mass, otherwise the very hard ones

ist. und zerbrechlichen Kerne beim Schneiden beschädigtis. and fragile cores damaged during cutting

Ein Hauptproblem der Dünnschichtspeicher liegt 55 werden können. Auch der erfindungsgemäße Ver-One of the main problems of thin-film storage is 55 can be. The inventive method

in ihrer Herstellung. Verfahren zur Herstellung fahrensschritt a) ist notwendig und trägt wesentlichin their manufacture. Method of manufacturing process step a) is necessary and contributes significantly

homogener und reproduzierbarer bistabiler Dünnschichtspeicherelemente in großen Mengen wurden bis jetzt nicht erfunden. Es wurden bislang lediglich versuchsmäßig Dünnschichtspeicher gebaut und geprüft. Jedoch wurde bisher die Zuverlässigkeit der bekannten Ferritkernspeicher noch nicht in Dünnschichtspeichern reproduziert.homogeneous and reproducible bistable thin-film storage elements large quantities have not yet been invented. So far, thin-film storage systems have only been built and tested on a trial basis. However, the reliability of the known ferrite core memory has not yet been achieved in thin-film memories reproduced.

Es ist somit die Hauptaufgabe der Erfindung, ein Verfahren zur Herstellung bistabiler Dünnschicht-Ringkerne zu schaffen, die eine wesentlich niedrigere Schaltkonstante als die gegenwärtigen Ferrit-Speicherkerne aufweisen und in großen Mengen mit reprozur Lösung der erfindungsgemäßen Aufgabe bei, da mit demselben die im Verfahrensschritt b) erwähnte leitende Schicht fester mit dem Träger verbunden wird.It is thus the main object of the invention to provide a method for producing bistable thin-film toroidal cores to create a much lower switching constant than the current ferrite memory cores have and in large quantities with reprocessing solution of the problem according to the invention, since with the same the conductive layer mentioned in process step b) more firmly connected to the carrier will.

Einzelheiten der Erfindung sind nachstehend an Hand der in den Figuren dargestellten Verfahrensbeispiele und eines Ausführungsbeispiels eines mit dem Verfahren hergestellten Dünnschicht-Ringkernes beschrieben. Es zeigtDetails of the invention are given below with reference to the method examples shown in the figures and an embodiment of one with the thin-film toroidal core produced by the method described. It shows

F i g. 1 einen für die Speicherung eines einzelnen Bits vorgesehenen Dünnschicht-Ringkern in schaubildlicher Darstellung für orthogonale Verwendung,F i g. 1 shows a thin-film toroidal core provided for the storage of a single bit in diagrammatic form Representation for orthogonal use,

3 43 4

F i g. 2 ein Schema der Ablese- und Schreib- wirkung des Vorganges auf den Magnetkern bestehtF i g. 2 there is a diagram of the reading and writing effect of the process on the magnetic core

vorgänge des Dünnschicht-Ringkernes nach Fig. 1, darin, ihn nach dem Signal »Schreib 0« im O-Zustandprocesses of the thin-film toroidal core according to FIG. 1, in it, after the signal "Write 0" in the O-state

F i g. 3 einen perspektivischen Schnitt des Dünn- zu belassen. Der Vorgang »Ablesen 0« beginnt nachF i g. 3 to leave a perspective section of the thin. The "Reading 0" process begins after

schicht-Ringkernes nach F i g. 1, dem Anlegen eines anderen Wortstromimpulses. Dielayer toroidal core according to FIG. 1, the application of another word current pulse. the

F i g. 4 ein Schema der Galvanisierungseinrichtung 5 Flußrichtung des Zylinders wird durch das Treibfür die Durchführung des Verfahrens zur Herstellung feld Hw in der Zeit 4 geändert. Hierbei ist die Dredes Dünnschicht-Ringkernes nach F i g. 3, hung der Flußrichtung gegenüber der Drehung inF i g. 4 is a diagram of the 5 Electroplating flow direction of the cylinder is changed H w in time frame 4 by the Treibfür the implementation of the method for producing the same. Here, the dredes thin-film toroidal core is shown in FIG. 3, hung the direction of flow versus the rotation in

Fig. 5A und 5B die Charakteristik-Kurven für der Zeit 1 umgekehrt. Der sich ergebende Ausgangseinen mit dem erfindungsgemäßen Verfahren her- impuls zeigt an, daß eine 0 abgelesen wurde. Dieser gestellten Dünnschicht-Ringkern für parallele Ar- io Impuls ist von der entgegengesetzten Polarität zu beitsweise, bei dessen Herstellung das Orientierungs- dem Impuls, welcher im Zeitpunkt 1 eine abgelesene 1 feld für 9O°/o der Galvanisierungszeit eingeschaltet anzeigte. Im Zeitpunkt 5 wird, während noch der war, Wortstrom angelegt ist, zusätzlich ein negativer Bit-Figures 5A and 5B show the characteristic curves for time 1 reversed. The resulting initial one with the method according to the invention herimpuls indicates that a 0 has been read. This Provided thin film toroid for parallel Ar- io pulse is of opposite polarity too by way of example, during its production the orientation impulse, which at time 1 reads a 1 field was switched on for 90 ° / o of the electroplating time. At time 5, while the was, word stream is applied, additionally a negative bit

Fig. 6A und 6B die Charakteristik-Kurven für strom angelegt. Die beiden TreibfelderHb und Hw 6A and 6B are the characteristic curves for current applied. The two driving fields H b and H w

einen mit dem erfindungsgemäßen Verfahren her- 15 bewirken die Drehung der Magnetisierung des Ker-with the method according to the invention, cause the rotation of the magnetization of the core

gestellten Dünnschicht-Ringkern für orthogonale Ar- nes gegen die 1-Richtung. Auf die Wegnahme desProvided thin-film toroidal core for orthogonal arnes against the 1-direction. On the removal of the

beitsweise, bei dessen Herstellung das Orientierungs- Wortstromes hin dreht sich die Flußrichtung in derbeitsweise, during the production of which the orientation word stream rotates the direction of flow in the

feld für 100% der Galvanisierungszeit eingeschaltet Zeit 6 in den 1-Zustand, der der leichten Richtungfield switched on for 100% of the electroplating time, time 6 in the 1 state, that of the easy direction

war, und am nächsten liegt. Nach diesem Vorgang »Schreib 1«was, and is closest. After this process »write 1«

F i g. 7 ein Diagramm verschiedener Schwellwerte, 20 ist der Kern wieder im 1-Zustand.F i g. 7 shows a diagram of various threshold values, 20 the core is again in the 1 state.

bezogen auf die Dauer des Ausschaltens des Orien- Die F i g. 3 zeigt einen nach dem Verfahren gemäßbased on the duration of the deactivation of the Orien- Die F i g. 3 shows one according to the method according to FIG

tierungsstromes während der elektrolytischen Ab- der Erfindung hergestellten Dünnschicht-Ringkern,tierungsstromes during the electrolytic Ab- the invention produced thin-film toroidal core,

scheidung. der als ein direkter Ersatz für Ferritkerne in derdivorce. as a direct replacement for ferrite cores in the

Die F i g. 1 zeigt den zur Speicherung eines ein- parallelen Arbeitsweise oder als Speicherelement inThe F i g. 1 shows the for storing a parallel mode of operation or as a storage element in FIG

zelnen Bits verwendeten Aufbau bei Benutzung der 25 der orthogonalen Arbeitsweise brauchbar ist. DerThe structure used for the individual bits is useful when using the orthogonal mode of operation. Of the

orthogonalen Arbeitsweise. Durch den Ringkern 8, dargestellte Ringkern besteht aus dem kurzen zylin-orthogonal working method. The toroidal core represented by the toroidal core 8 consists of the short cylindrical

in dem sich der magnetische Fluß längs der in Um- drischen siliziumhaltigen Träger 10, vorzugsweise ausin which the magnetic flux along the substrate 10, which in Umdra contains silicon, is preferably made up

fangsrichtung verlaufenden leichten Magnetisierungs- Glas, der leitenden Metallschicht 14, vorzugsweiseLight magnetizing glass running in the circumferential direction, the conductive metal layer 14, preferably

richtung schließt, führen zwei Leitungen, eine Ab- aus Gold, und der im wesentlichen in Umfangsrich-direction closes, lead two lines, one from gold, and the one essentially in the circumferential direction

fühlleitung und eine Bit-Leitung. Eng um die Außen- 30 tung orientierten, elektrolytisch abgeschiedenen ferro-sense line and a bit line. Electrolytically deposited ferro-

fiäche des Zylinders und im rechten Winkel zu dessen magnetischen Legierungsschicht 16. Bei Verwendungsurface of the cylinder and at right angles to its magnetic alloy layer 16. When used

Achse sind die zwei Hälften einer Wortleitung gelegt, von Gold als leitendes Metall ist zwischen dem Glas-Axis are the two halves of a word line, made of gold as the conductive metal is between the glass

die eine Schleife rund um den Zylinder bilden. träger 10 und der leitenden Goldschicht 14 die ad-which form a loop around the cylinder. carrier 10 and the conductive gold layer 14 the ad-

Der magnetische Fluß verläuft in dem in ortho- häsive Metallschicht 12 aus Chrom oder dessen Äqui-The magnetic flux runs in the ortho-adhesive metal layer 12 made of chromium or its equivalent

gonaler Weise arbeitenden bistabilen Ringkern in- 35 valent vorzusehen. Die Adhäsion der Goldschichtgonally working bistable toroidal core to provide 35 valent. The adhesion of the gold layer

folge seiner Vorzugsrichtung und des geschlossenen gegenüber dem Chrom ist im wesentlichen besserfollow its preferred direction and the closed compared to the chrome is essentially better

Flußweges in Umfangsrichtung. Die schwere Ma- als ihre Adhäsion gegenüber Glas. Der Träger hatFlow path in the circumferential direction. The heavy ma- than its adhesion to glass. The carrier has

gnetisierungsrichtung verläuft parallel zur Kernachse einen sehr kleinen Durchmesser. Es wurden TrägerThe direction of magnetization runs parallel to the core axis and has a very small diameter. There were carriers

im rechten Winkel zur Wortleitung. Ein durch letztere benutzt, bei denen das Verhältnis Innendurchmesserat right angles to the word line. One used by the latter where the ratio is inside diameter

fließender Strom treibt den Kernfluß in die schwere 40 zu Außendurchmesser etwa 0,51:0,76, 0,64:0,76,flowing current drives the core flow in the heavy 40 to outer diameter about 0.51: 0.76, 0.64: 0.76,

Magnetisierungsrichtung, in welcher er sich etwas 0,51:0,64 und 0,38 :0,51 mm betrug, und auchDirection of magnetization, in which it was about 0.51: 0.64 and 0.38: 0.51 mm, and also

instabil verhält. Der Kernfluß sucht natürlich eine kleinere Durchmesser sind möglich. Die Höhe desbehaves unstably. The core flow seeks of course a smaller diameter are possible. The amount of the

der beiden leichten Magnetisierungsrichtungen einzu- Ringkernes ist sehr klein und beträgt vorzugsweiseof the two easy directions of magnetization, the toroidal core is very small and is preferably

nehmen. Hierbei bewirkt die Polarität des Stromes 2,5 mm oder weniger.to take. The polarity of the current is 2.5 mm or less.

durch die Bit-Leitung eine vollständige Steuerung, 45 Um die gewünschten Ringkerncharakteristiken zuthrough the bit line a complete control, 45 in order to achieve the desired toroidal core characteristics

wobei entweder die leichte Magnetisierungsrichtung 1 erhalten, muß das Arbeitsverfahren sorgfältig kon-where either the easy direction of magnetization is 1, the working process must be carefully

oder die leichte Magnetisierungsrichtung 0 ausge- trolliert werden. Die Schichtdicken und die Orientie-or the easy direction of magnetization 0 can be trolled out. The layer thicknesses and the orientation

wählt wird. rung der ferromagnetischen Schicht unterscheidenis chosen. differentiation of the ferromagnetic layer

Die Schreib- und Ablesevorgänge für die ortho- sich geringfügig für optimale Ergebnisse, je nachdem, gonale Arbeitsweise sind in der F i g. 2 dargestellt. 5° ob der bistabile Kern in orthogonaler oder in par-Im Zeitpunkt 0 befindet sich der Kern im »1«-Zu- alleler Betriebsweise arbeiten soll. Die Oberflächenstand. Der die Flußrichtung anzeigende vertikale beschaffenheit des siliziumhaltigen röhrenförmigen Pfeil verläuft parallel zur leichten Richtung der Ma- Trägers vor der elektrolytischen Abscheidung ist von gnetisierung. Im Zeitpunkt 1 wird durch den Kern großer Wichtigkeit. Man muß daher einen Komein Wortstrom angelegt, der eine Änderung der Fluß- 55 promiß anstreben zwischen der Dicke der leitenden richtung bewirkt. Das Treibfeld Hw bildet mit der Unterschicht und der an sich wünschenswerten Maßleichten Richtung einen rechten Winkel. Die Ände- nähme, zum Zweck der Herabsetzung der Stromrung der Flußrichtung bewirkt ein Ausgangssignal dichte die Unterschicht möglichst dick zu machen, in der Abfühlleitung, und eine »1« wird abgelesen. Die hierzu erforderlichen Maßnahmen wirken sich Während der Wortstrom angelegt bleibt, wird ein Bit- 60 daher auf die Wahl der Zusammensetzung und die stromimpuls angelegt. Dieser Bitstrom bewirkt ein Dicke der ferromagnetischen Schicht längs des rohrzur leichten Richtung des Kernes paralleles Feld Hb. förmigen Trägers aus. In diesem Zusammenhang ist Im Zeitpunkt 2 bestehen dann zwei Treibfelder, näm- die Adhäsion der leitenden Schicht auf dem siliziumlich Hb und Hw. Die Treibfelder bewirken die Dre- haltigen Träger besonders wichtig,
hung der Magnetisierung des Zylinders gegen die 65 Nachstehend wird das Verfahren gemäß der Er-0-Richtung. Bei der Ausschaltung des Wortstromes findung im einzelnen beschrieben,
dreht sich die Flußrichtung in den 0-Zustand, und Zunächst werden im Vakuum die adhäsive Schicht daraus ergibt sich ein Ausgangsimpuls. Die Aus- und die leitende Schicht aufgedampft. Eine Röhre
The writing and reading processes for the ortho are slightly for optimal results, depending on the gonal working method are shown in FIG. 2 shown. 5 ° whether the bistable core should work in orthogonal or par-At time 0, the core is in the "1" -allel mode of operation. The surface stand. The vertical structure of the silicon-containing tubular arrow indicating the direction of flow runs parallel to the easy direction of the Ma-carrier before the electrolytic deposition is of gnetisierung. Time 1 becomes very important because of the core. A stream of words must therefore be applied which brings about a change in the flux between the thickness of the conductive direction. The driving field H w forms a right angle with the underlayer and the inherently desirable dimensional light direction. The change, for the purpose of reducing the flow direction, causes an output signal dense to make the underlayer as thick as possible in the sense line, and a "1" is read. The measures required for this have an effect. While the word stream remains applied, a bit 60 is therefore applied to the selection of the composition and the current pulse. This bit stream causes a thickness of the ferromagnetic layer along the tube, field H b parallel to the easy direction of the core. shaped carrier. In this context, there are two driving fields at time 2, namely the adhesion of the conductive layer to the silicon H b and H w . The driving fields cause the rotatory girders to be particularly important,
Increasing the magnetization of the cylinder against the 65 The following is the procedure according to the Er-0 direction. When switching off the word stream finding described in detail,
the direction of flow rotates to the 0 state, and first of all, the adhesive layer in the vacuum results in an output pulse. The starting and the conductive layer are vapor-deposited. One tube

aus siliziumhaltigem Material wird gründlich gereinigt, getrocknet und dann in eine Vakuum-Verdampfungskammer eingehängt. Hierauf wird eine Chromschicht oder eine Schicht aus einer Chromlegierung, beispielsweise von Chrom und Titan, oder von Nickel und Chrom, mit einer Stärke von annähernd 5 bis 10 nm auf der äußeren Fläche des Trägers niedergeschlagen. Ohne Unterbrechung des Vakuums wird auf diese Metallschicht sodann dieSilicon-containing material is thoroughly cleaned, dried and then placed in a vacuum evaporation chamber hooked. A layer of chrome or a layer of a chrome alloy is then applied for example of chromium and titanium, or of nickel and chromium, with a thickness of approximately 5 to 10 nm deposited on the outer surface of the support. Without interrupting the The vacuum is then applied to this metal layer

Spannungen reduzierendes Material. Borsäure ist der bevorzugte Puffer. Das anorganische Chlorid, welches beispielsweise ein Natrium- oder Kaliumchlorid sein kann, fördert die Auflösung der Anode im Fall 5 lösbarer Anoden und erhöht die Leitfähigkeit des Bades. Ein Beispiel des Netzmittels ist Natriumlaurilsulfat, welches zur Verringerung der Adhäsion der Wasserstoffbläschen an der Kathodenoberfläche verwendet wird. Das spannungsverringernde MittelStress reducing material. Boric acid is the preferred buffer. The inorganic chloride, which for example a sodium or potassium chloride promotes the dissolution of the anode in the case 5 detachable anodes and increases the conductivity of the bath. An example of the wetting agent is sodium lauril sulfate, which reduces the adhesion of the hydrogen bubbles to the cathode surface is used. The tension reliever

elektrisch leitende Schicht aus einem Edelmetall auf- io ist vorzugsweise Saccharin, das die mechanischenelectrically conductive layer made of a noble metal is preferably saccharin, which is the mechanical

Spannungen in dem galvanischen Niederschlag um einen hohen Prozentsatz verringert.Stresses in the electrodeposition are reduced by a high percentage.

Die Badzusammensetzung und die Elektrolysenstromdichte haben einen wesentlichen Einfluß aufThe bath composition and the electrolysis current density have a significant influence on

legt, der den Stromkreis über den durch den zu galvanisierenden Zylinder gespannten Leiter schließt.which closes the circuit via the conductor stretched through the cylinder to be electroplated.

Der hauptsächlichste Unterschied zwischen den nach der orthogonalen Weise und den nach der parallelen Weise arbeitenden bistabilen Ringkernen ist außer den feinen Unterschieden zwischen den Dicken der verschiedenen Schichten der AusrichtungsgradThe main difference between those following the orthogonal mode and those following the parallel one Wise working bistable toroidal cores is beyond the subtle differences between the thicknesses of the different layers the degree of alignment

gedampft. Die Dicke der leitenden Schicht liegt innerhalb des Bereichs von 5 bis 30 nm für den in paralleler Weise arbeitenden Kern. Der Kern für die
orthogonale Arbeitsweise erfordert ein Edelmetall,
wie Gold oder Platin, das mit einer Dicke von 15 den Eisengehalt des ferromagnetischen Niederweniger als 500 nm, vorzugsweise aber mit einer Schlages. In den Fällen, in denen der ferromagne-Dicke zwischen 50 und 150 nm, aufgedampft wird. tische Niederschlag eine Nickel-Eisen-Legierung sein Der Kern für die parallele Arbeitsweise erfordert soll, würde der Eisengehalt des Niederschlages erhöht die bedenklich dünne leitende Unterschicht, weil sich werden, wenn entweder die Stromdichte oder die herausgestellt hat, daß bei einer dickeren Unter- 20 Konzentration der Fe++-Ionen im Bad vergrößert schicht als etwa 30 nm die Gleichstrom- und wird. Die Einstellung der Stromdichte ist jedoch das 100-Nanosekundenimpuls-Schwellwerte der Ring- bevorzugte Verfahren zur Änderung der Legierungskerne sehr hoch sind und die Anstiegszeit der zusammensetzung.
steamed. The thickness of the conductive layer is within the range of 5 to 30 nm for the core operating in parallel. The core for that
orthogonal working method requires a precious metal,
such as gold or platinum, which has a thickness of 15 the iron content of the ferromagnetic lower than 500 nm, but preferably at one stroke. In those cases where the ferromagne thickness is between 50 and 150 nm, is vapor deposited. table precipitate should be a nickel-iron alloy Concentration of Fe + + ions in the bath increases the direct current and becomes layer than about 30 nm. The setting of the current density is however the 100 nanosecond pulse thresholds of the ring- preferred method for changing the alloy cores are very high and the rise time of the composition.

Charakteristikkurve der Kerne stark verringert wird. Die Galvanisierung wird durch den Stromfluß zwi-Characteristic curve of the cores is greatly reduced. The electroplating is carried out by the flow of current between

Die Charakteristikkurven eines Ringkernes mit einer 25 sehen der Kathode 22 und der Anode 24 eingeleitet, leitenden Unterschicht von 10 bis 20 nm Dicke sind Das magnetische Richtfeld wird während der Galin den Fig. 5 A und 5 B dargestellt und sind in ihren vanisierung durch Schließen des Schalters 30 ange-Höhen des Schwellwertes und der Anstiegszeit vollkommen annehmbar.The characteristic curves of a toroidal core with a 25 see the cathode 22 and the anode 24 introduced, conductive underlayer of 10 to 20 nm thickness are The directional magnetic field is during the Galin 5 A and 5 B shown and are in their vanisierung by closing the switch 30-heights of the threshold value and the rise time are perfectly acceptable.

Die leitende Fläche ist nun für das elektrolytische 30 Abscheiden der ferromagetischen Schicht vorbereitet. Die F i g. 4 zeigt schematisch die elektrische Schaltung der hierfür benutzten Einrichtung. Der Elektrolyt 20 enthält mindestens ein gelöstes Salz desThe conductive surface is now prepared for the electrolytic deposition of the ferromagnetic layer. The F i g. 4 shows schematically the electrical circuit of the device used for this purpose. The electrolyte 20 contains at least one dissolved salt of the

abzuscheidenden ferromagnetischen Metalls. Der 35 der ferromagnetischen Schicht. Im Falle der ortho-Träger mit der leitenden Schicht, dessen Enden mit gonalen Arbeitsweise ist zum Erhalt optimaler ErSilber verschlossen sind, wird dann in den Elektro- gebnisse eine vollständige Ausrichtung der ferrolyten eingesetzt. Die leitende Schicht wird zur Ka- magnetischen Schicht in Umfangsrichtung erforderthode 22 der elektrolytischen Zelle gemacht. Die lieh. Daher wird zur Herstellung von Ringkernen für Anode 24 wird dann in die Zelle eingesetzt. Die 40 Orthogonalbetrieb das magnetische Richtfeld wäh-Anode und die Kathode werden mit der Plus- bzw. rend der ganzen Galvanisierungszeit angelegt. Für Minus-Klemme der Stromquelle 26 verbunden. Die die parallele Arbeitsweise wurde jedoch festgestellt, Kathode ist über die beiden Enden der leitenden daß das Optimum nicht durch eine vollständig in Schicht an die Stromquelle 26 angeschlossen, um die Umfangsrichtung verlaufende, sondern durch eine Gleichförmigkeit des galvanischen Niederschlages 45 gegen diese geringfügig geneigte Ausrichtung der zu verbessern. Es ist Vorsorge getroffen, während magnetischen Schicht erzielt wird, der Galvanisierung ein magnetisches Richtfeld in Diese geringfügig geneigte Ausrichtung kann da-ferromagnetic metal to be deposited. The 35 of the ferromagnetic layer. In the case of the ortho-carrier with the conductive layer, whose ends work with gonal to obtain optimal ErSilber are closed, then in the electrical results a complete alignment of the ferrolytes used. The conductive layer is required for the magnetic layer in the circumferential direction 22 made of the electrolytic cell. The borrowed. Therefore it is used to manufacture toroidal cores for Anode 24 is then inserted into the cell. The 40 orthogonal operation of the directional magnetic field wäh-anode and the cathode is applied with the plus or end of the entire electroplating time. For Minus terminal of the power source 26 connected. However, the parallel working method was found Cathode is on the two ends of the conductive that the optimum is not through a completely in Layer connected to the power source 26, extending around the circumferential direction, but by a Uniformity of the galvanic deposit 45 against this slightly inclined orientation of the to improve. Provision is made while magnetic layer is achieved, the electroplating a magnetic directional field in this slightly inclined alignment can

Umfangsrichtung um den leitenden Träger 22 herum durch erzielt werden, daß das in Umfangsrichtung anzulegen. Zu diesem Zweck ist ein elektrischer verlaufende Richtfeld nur während einer Dauer von Leiter durch die Mitte des Zylinders geführt und mit 50 60 bis 95% der Galvanisierungszeit angelegt wird, einer weiteren Stromquelle 28 verbunden. Der Schal- wobei es vorzugsweise entweder während des ersten ter30 ist vorgesehen, um den das Richtfeld erzeu- Teiles oder während des letzten Teiles der Galvanigenden Strom ein- und auszuschalten. sierungszeit ausgeschaltet bleibt. Es ist noch nichtCircumferential direction around the conductive support 22 can be achieved by that in the circumferential direction to put on. For this purpose, an electrical directional field is only available for a duration of Conductor is passed through the center of the cylinder and applied for 50-60 to 95% of the electroplating time, a further power source 28 is connected. The scarf is preferably either during the first ter30 is provided to generate the straightening field or during the last part of the galvanic ends Turning the power on and off. time remains switched off. It is not yet

Das elektrolytische Bad kann eine bekannte Zu- völlig erwiesen, welche Orientierung sich in der sammensetzung haben. Die grundsätzlichen Typen 55 niedergeschlagenen Schicht während der Zeit, in der für galvanisch niederzuschlagendes ferromagnetisches das Richtfeld ausgeschaltet ist, sowie während des Material sind die Sulfate, Sulfamate, Chloride und Übergangs von der Abscheidung ohne Richtfeld zu eine Kombination von Sulfat- und Chloridbädern. der mit einem in Umfangsrichtung verlaufenden Feld Die Namen der elektrolytischen Bäder werden vom einstellt. Mit Sicherheit kann jedoch angenommen Namen des Metallsalzes abgeleitet, welches zur Liefe- 60 werden, daß die ohne magnetisches Richtfeld abgerung der erforderlichen ferromagnetischen Ionen in schiedenen Teilschichten nicht in der Umfangsrichdem Bad verwendet wird. tung ausgerichtet sind. Es kann unterstellt werden,The electrolytic bath can have a well-known certainty which orientation is in the have composition. The basic types 55 dejected shift during the period in which for galvanically deposited ferromagnetic the directional field is switched off, as well as during the Material are the sulphates, sulphamates, chlorides and transition from the deposition without directional field to a combination of sulfate and chloride baths. the one with a field running in the circumferential direction The names of the electrolytic baths are set by the. With certainty, however, can be assumed Name of the metal salt derived, which is to be supplied, that the wrung away without a magnetic field the required ferromagnetic ions in different sub-layers not in the circumferential direction Bath is used. are aligned. It can be assumed

Das bevorzugte Bad ist jedoch das wäßrige Clorid- daß die effektive Orientierung des galvanischen bad, in welchem die ferromagnetischen Ionen, wie Niederschlages eine geringfügige Neigung gegenüber Ni++ und Fe++, mittels Nickel- und Eisenchloriden 65 der Orientierung in Umfangsrichtung annimmt.The preferred bath, however, is the aqueous chloride - that the effective orientation of the electroplating bath, in which the ferromagnetic ions, such as precipitates, have a slight tendency towards Ni + + and Fe ++, by means of nickel and iron chlorides, assumes the orientation in the circumferential direction.

zur Lösung gebracht werden. Die anderen Bestandteile des Bades umfassen einen Puffer, ein anorganisches Chlorid, ein Netzmittel und ein mechanischebe brought to the solution. The other components of the bath include a buffer, an inorganic one Chloride, a wetting agent and a mechanical

Jedenfalls ist der durch das Verfahren gemäß der Erfindung erzeugte Dünnschicht-Ringkern in seinen Schalteigenschaften wesentlich einem MagnetkernIn any case, the thin-film toroidal core produced by the method according to the invention is in its Switching properties essentially a magnetic core

überlegen, bei dessen Herstellung während der ganzen Galvanisierungszeit ein in Umfangsrichtung verlaufendes magnetisches Richtfeld angelegt wurde, wenn der Kern in einer in der parallelen Weise arbeitenden Speicheranordnung verwendet wird.consider, in its production, a circumferential direction during the entire electroplating time Directional magnetic field was applied when the core was working in a in the parallel manner Storage array is used.

Eine Permalloy-Schicht aus annähernd 75 bis 82 % Nickel, Rest Eisen, ist die bevorzugte ferromagnetische Schicht. Die Schicht wird mit einer bevorzugten Stärke zwischen 1100 und 1500 nm für einen in paralleler Weise arbeitenden Kern und mit einer bevorzugten Stärke zwischen 300 und 1200 nm für die orthogonale Arbeitsweise abgeschieden. Der Durchmesser des zylindrischen Trägers bestimmt die Einstellung des Galvanisierungsstromes zur Erzeugung der gewünschten Schichtstärke und Zusammensetzung. A permalloy layer of approximately 75 to 82% nickel with the balance iron is the preferred ferromagnetic one Layer. The layer is with a preferred thickness between 1100 and 1500 nm for one core working in parallel and with a preferred thickness between 300 and 1200 nm for the orthogonal working method deposited. The diameter of the cylindrical support determines the Adjustment of the electroplating current to produce the desired layer thickness and composition.

Dem Galvanisierungsvorgang folgend können die mit den genannten Schichten versehenen hohlzylindrischen Träger verschiedenen Prüfungen unterworfen werden, um ihre Verwendbarkeit und Gleichförmigkeit sicherzustellen. Die galvanisierten einwandfreien Teile werden dann in Reihen angeordnet, so daß sie achsenparallel zueinander liegen, und mit einer geeigneten Vergußmasse umgeben, um einen festen Block von eingebetteten länglichen Teilen zu bilden. Sobald die Vergußmasse erhärtet ist, werden die Teile mittels eines geeigneten Schneidrades in Ringkerne von etwa 2,5 mm oder geringerer Höhe geschnitten. Hierauf wird die Vergußmasse entfernt, und die Ringkerne können für ihre Aufgabe geprüft werden. Auf diese Weise wird das Problem der Erzielung der Gleichförmigkeit und Zuverlässigkeit einer eine große Anzahl von Speicherkernen enthaltenden Speicheranlage gelöst.Following the electroplating process, the hollow cylindrical ones provided with the layers mentioned can be used Carriers are subjected to various tests to ensure their usability and uniformity to ensure. The galvanized good parts are then arranged in rows, so that they are axially parallel to each other, and surrounded with a suitable potting compound to a to form solid block of embedded elongated parts. As soon as the potting compound has hardened, be the parts by means of a suitable cutting wheel into toroidal cores of about 2.5 mm or less cut. The potting compound is then removed and the toroidal cores can be tested for their task will. In this way, the problem of achieving uniformity and reliability becomes a storage system containing a large number of storage cores solved.

Bistabile Ringkerne für parallele Arbeitsweise können unter Verwendung einer Glasrohre mit einem Innendurchmesser von 0,5 mm, einem Außendurchmesser von 0,63 mm und einer Höhe von 0,5 mm. mit folgenden Eigenschaften hergestellt werden:Bistable toroidal cores for parallel operation can be made using a glass tube with a Inside diameter of 0.5 mm, an outside diameter of 0.63 mm and a height of 0.5 mm. with the following properties:

40 Ablesestromlr 700 mA ± lO°/o 40 Reading current l r 700 mA ± 10 ° / o

Impulsdauer Td 75 nsPulse duration T d 75 ns

Wortstromlr 250 mA ± 10%Word current l r 250 mA ± 10%

Impulsdauer Td 100 nsPulse duration T d 100 ns

Bitstrom lb 140 mA ± 10%Bit stream l b 140 mA ± 10%

Impulsdauer Td 125 nsPulse duration T d 125 ns

45 von 2 mm leicht mit den folgenden Eigenschaften für eine Anstiegszeit von T^ = 20 Nanosekunden erhalten: 45 of 2mm easily obtained with the following properties for a rise time of T ^ = 20 nanoseconds:

Wortstrom/r 800 mAWord stream / r 800 mA

Bitstrom Ib 225 mABit stream I b 225 mA

Schaltzeit 10 bis 20 nsSwitching time 10 to 20 ns

Schaltkonstante 0,01 Oe · μβSwitching constant 0.01 Oe μβ

Abfühlausgang ±10 mVSense output ± 10 mV

Die Schaltzeit und der Abfühlausgang sind direkt von der Anstiegszeit TR abhängig und werden mit kürzeren Anstiegszeiten erhöht.The switching time and the sampling output are directly dependent on the rise time T R and are increased with shorter rise times.

Die nachfolgend aufgeführten Beispiele dienen für das leichtere Verständnis der Erfindung, und es sind verschiedene Änderungen im Rahmen der Erfindung möglich.The following examples are provided to facilitate understanding of the invention, and are various changes are possible within the scope of the invention.

Beispiel 1example 1

Die nach der parallelen Weise arbeitenden bistabilen Ringkerne wurden durch das nachstehende Verfahren hergestellt. Eine Glasrohre mit einem Außendurchmesser von 0,7 mm, einem Innendurchmesser von 0,5 mm und einer Länge von 76 mm wurde gründlich gereinigt und getrocknet. Die Röhre wurde in eine normale Vakuum-Verdampfungskammer eingesetzt und an ihrer Außenfläche mit einer Schicht von Chrom mit einer Dicke von 5 bis 10 nm überzogen. Unmittelbar darauf folgend wurde ohne Unterbrechung des Vakuums auf die Chromschicht eine Goldschicht aufgedampft, bis ein Quadratwiderstand von 2,5 Ohm erreicht war, was annähernd einer Dicke der Goldschicht von 10 bis 20 nm entspricht.The bistable toroidal cores operating in the parallel manner were illustrated by the following Process made. A glass tube with an outside diameter of 0.7mm, an inside diameter of 0.5 mm and a length of 76 mm was thoroughly cleaned and dried. The tube was placed in a normal vacuum evaporation chamber and on its outer surface with coated with a layer of chromium with a thickness of 5 to 10 nm. Immediately thereafter was followed without breaking the vacuum, a layer of gold is vapor-deposited onto the chrome layer until a Square resistance of 2.5 ohms was reached, which corresponds to a thickness of the gold layer of 10 to approximately Corresponds to 20 nm.

Der zylindrische Glasträger mit der leitenden Goldschicht an seiner äußeren Fläche wurde an seinen Enden mit Silber verschlossen, in eine Elektrolysezelle eingehängt und durch Verbindungen zur leitenden Schicht an jedem Ende der Röhre zur Kathode der Zelle gemacht. Der Elektmly^mTleF-JZelle enthielt die folgenden Bestandteile in einer wäßrigen Lösung:The cylindrical glass substrate with the conductive gold layer on its outer surface was attached to its Ends closed with silver, hung in an electrolytic cell and connected to the conductive layer made on each end of the tube to the cathode of the cell. The Elektmly ^ mTleF-J cell contained the following ingredients in an aqueous solution:

Nickelchlorid (NiCl2 · 6H2O) 194 g/lNickel chloride (NiCl 2 · 6H 2 O) 194 g / l

Eisenchlorid (FeCl2-4 H2O) 7,85 g/lFerric chloride (FeCl 2 -4 H 2 O) 7.85 g / l

Natriumchlorid (NaCl) 9,7 g/lSodium chloride (NaCl) 9.7 g / l

Vormagnetisierungsstrom Ic 47,5 mA + 5 %Bias current I c 47.5 mA + 5%

Ablesestörung 60 mAReading fault 60 mA

Impulsdauer T0 100 nsPulse duration T 0 100 ns

Zeitkonstante 30 nsTime constant 30 ns

Ablesen »0«, dVz 6 mVRead off »0«, dV z 6 mV

Schaltzeit Ts 45 bis 60 nsSwitching time T s 45 to 60 ns

Ablesen »1«, dVx 20 mVRead »1«, dV x 20 mV

Koerzitivfeldstärke 0,5 OeCoercive field strength 0.5 Oe

Schaltkonstante 0,02 bis 0,03 Oe · μβSwitching constant 0.02 to 0.03 Oe μβ

Durch das Verfahren gemäß der Erfindung wurden Magnetkerne mit den Werten dV1 = 37 mV und dVz4 mV erhalten. Für die Schaltkonstante wurde der niedrige Wert 0,007 Oe · μ5 erzielt. Magnetic cores with the values dV 1 = 37 mV and dV z 4 mV were obtained by the method according to the invention. The low value 0.007 Oe · μ5 was achieved for the switching constant.

Bistabile Ringkerne für die orthogonale Arbeitsweise wurden unter Verwendung einer Glasrohre mit einem Innendurchmesser von 0,38 mm, einem Außendurchmesser von 0,64 mm und einer HöheBistable toroidal cores for orthogonal operation were made using a glass tube with an inner diameter of 0.38 mm, an outer diameter of 0.64 mm and a height

Borsäure (H3BO3) 25 g/lBoric acid (H 3 BO 3 ) 25 g / l

Saccharin lg/1Saccharin lg / 1

Natriumlaurilsulfat 0,42 g/lSodium lauril sulfate 0.42 g / l

Ein elektrischer Leiter wurde durch den zylindrischen Träger vor dessen Verschließen mit Silber gespannt und, wie in der F i g. 4 gezeigt, über den Schalter 30 mit der Stromquelle 28 verbunden. Dieser das magnetische Richtfeld erzeugende Stromkreis war für eine Stromstärke von 2,5 A ausgelegt. Dieser durch den Leiter fließende Strom von 2,5 A erzeugte ein rings um den Leiter verlaufendes Magnetfeld mit einer Feldstärke von 13 Oe an der Oberfläche der Glasrohre. Die Temperatur des Elektrolyten wurde auf 33,1 ± 0,1° C und der pH-Wert auf 3,2 ± 0,1 gehalten. Ein Galvanisierungsstrom von 4,1 mA/cm2 An electrical conductor was stretched through the cylindrical carrier before it was closed with silver and, as shown in FIG. 4, connected to the power source 28 via the switch 30. This circuit, which generates the directional magnetic field, was designed for a current of 2.5 A. This 2.5 A current flowing through the conductor generated a magnetic field running around the conductor with a field strength of 13 Oe on the surface of the glass tubes. The temperature of the electrolyte was kept at 33.1 ± 0.1 ° C and the pH at 3.2 ± 0.1. A plating current of 4.1 mA / cm 2

wurde auf die Dauer von 20 Minuten über die Kathode und die Anode geleitet. Erst nach den ersten 2 Minuten der Galvanisierung wurde das magnetische Richtfeld eingeschaltet. Der sich ergebende Nieder-was passed over the cathode and anode for 20 minutes. Only after the first The magnetic directional field was switched on for 2 minutes of electroplating. The resulting lower

909 521 /117909 521/117

Claims (16)

schlag hatte eine Stärke von annähernd 1200 bis 1300 nm bei einer Zusammensetzung von annähernd 80% Nickel und 20% Eisen. Der galvanisierte zylindrische Körper wurde in einer Mischung von Kolophonium (60%) und Paraffin (40%) eingegossen, die dann erstarrte. Der eingegossene galvanisierte Körper wurde dann in einer zu seiner Längsachse senkrechten Ebene mittels eines Diamantschneidrades in Teile mit einer Höhe von 0,5 mm zerschnitten. Jeder dieser 0,5 mm langen Teile ist nach Entfernen der Vergußmasse als bistabiler geschlossener Magnetkern verwendbar. Die in den Fig. 5A und 5B dargestellten vollständigen Charakteristik-Kurven wurden bei einem nach dem gegebenen Beispiel hergestellten bistabilen Ringkern erhalten. Die Charakteristik-Kurven wurden durch fortschreitende Erhöhung des Stromflusses in einem durch die Mitte des Magnetkernes gespannten Leiter und durch die Aufzeichnung des sich ergebenden Magnetflusses erhalten. In jeder Figur ao wurde der als Gleichstrom-Kurve bezeichnete Kurventeil der Charakteristik-Kurve durch einen gegenüber dem 100-Nanosekundenstrom gleichstromartig erscheinenden 60-Perioden-Strom durch den Leiter erhalten. Die 100-Nanosekunden-Impulskurve wurde beim Durchgang von 100-Nanosekunden-Impulsen durch den Leiter erhalten. Beispiel 2 Das Beispiel 1 wurde wiederholt mit der Ausnähme, daß jetzt das Orientierungsfeld während der ganzen Dauer der Galvanisierung eingeschaltet war. Die sich für einen nach diesem Beispiel erzeugten Ringkern ergebenden Charakteristik-Kurven sind in den Fig. 6A und 6B dargestellt. Aus einem Vergleich der Charakteristik-Kurven in den Fig. 5A, 5B und 6A und 6B ist ersichtlich, daß die Gleichstrom-Kurventeile in den Fig. 5 und_Jj gleichbleiben. Die lOO-Nanosekunden-Kurvenieiie^""" der Fig. 5A und 5B_jeixeicJhejiJeiioifcwiei?scnnellei· __üirejnaximalen Magngtflußwerte als die entsprechenden Kürventeili in den Fig. 6A und 6B. Es ist somit ersichtlich, daß die für die Umschaltung der nach dem neuen Verfahren gemäß der Erfindung erzeugten Magnetkerne erforderliche Schaltzeit wesentlich geringer ist als für jene Kerne, bei deren Erzeugung der das Richtfeld erzeugende Strom während 100% der Galvanisierungsdauer eingeschaltet war. Die kürzere Schaltzeit der magnetischen Kerne, wenn diese in paralleler Weise arbeiten, kann 5" dem Drehmoment zugeschrieben werden, welches durch die vorausgesetzte leichte Neigung der Ausrichtung in der ferromagnetischen Schicht gegenüber der Umfangsrichtung entsteht. Die Kurven in der Fig. 7 zeigen den Zusammenhang zwischen der Ausschaltdauer des magnetischen Richtfeldes während der gleichbleibenden Galvanisierungszeit und dem 100-Nanosekunden-Umschaltschwellwert sowie dem Gleichstrom-Schwellwert. Der Gleichstrom-Schwellwert bleibt über die ganze Prüfung konstant. Aus der Kurve ist jedoch ersichtlich, daß die Höhe des 100-Nanosekunden-Umschaltschwellwertes verringert wird, wenn das in Umfangsrichtung verlaufende Richtfeld während eines Teiles der Galvanisierungszeit ausgeschaltet ist. Wenn die Dicke der ohne Richtfeld abgeschiedenen und daher nicht ausgerichteten Schicht im Verhältnis zu der Dicke der vorzugsgerichteten Schicht vergrößert wird, wird die gesamte Ausgangsleistung des Magnetkernes verringert. Ferner neigt die Hystereseschleife des magnetischen Ringkernes dazu, bei Erhöhung der Dicke der unorientierten Schicht eingeschnürt zu werden. Es hat sich herausgestellt, daß die Kombination von orientierten und unorientierten galvanischen Schichten, erzeugt bei einem für die Dauer von 60 bis 95% der Galvanisierungszeit eingeschalteten Orientierungsstrom, bistabile Ringkerne mit den besten Eigenschaften für die Verwendung in der parallelen Arbeitsweise ergibt. Die Schaltkonstanten dieser bistabilen Dünnschicht-Ringkerne gemäß der Erfindung sind 5- bis lOmal kleiner als die von Ferrit-Kernen unter den gleichen Feldbedingungen. Beispiel 3 Das folgende Verfahren wurde zur Herstellung bistabiler Ringkerne für die orthogonale Arbeitsweise angewendet. Das für das Beispiel 3 angewendete Verfahren glich dem Verfahren des Beispiels 1, mit Ausnahme folgender wichtiger Abweichungen: Auf die Chromschicht wurde eine wesentlich dickere Goldschicht von 100 nm aufgedampft, indem in der Vakuum-Verdampfungsanlage eine größere Goldmenge verdampft und auf dem Träger niedergeschlagen wurde. Die Galvanisierungszeit, ausgedrückt in mA · min, wurde auf die Hälfte der für einen Kern für parallele Arbeitsweise benutzten Zeit reduziert, und ein Niederschlag von 600 nm wurde auf der leitenden Goldschicht abgesetzt. Das magnetische Richtfeld in Umfangsrichtung war während der ganzen Galvanisierungszeit eingeschaltet. Die nach diesem Verfahren hergestellten bistabilen Ringkerne für die orthogonale Arbeitsweise erfüllen völlig die oben angegebenen Anforderungen. ,^-—-- -- Patentansprüche:impact had a thickness of approximately 1200 to 1300 nm with a composition of approximately 80% nickel and 20% iron. The galvanized cylindrical body was poured into a mixture of rosin (60%) and paraffin (40%), which then solidified. The cast-in galvanized body was then cut into parts with a height of 0.5 mm in a plane perpendicular to its longitudinal axis by means of a diamond cutting wheel. Each of these 0.5 mm long parts can be used as a bistable closed magnetic core after the potting compound has been removed. The complete characteristic curves shown in FIGS. 5A and 5B were obtained for a bistable toroidal core produced according to the example given. The characteristic curves were obtained by progressively increasing the current flow in a conductor stretched through the center of the magnetic core and by recording the resulting magnetic flux. In each figure ao, the part of the characteristic curve referred to as the direct current curve was obtained by a 60-period current through the conductor that appears to be direct current compared to the 100 nanosecond current. The 100 nanosecond pulse waveform was obtained when 100 nanosecond pulses passed through the conductor. Example 2 Example 1 was repeated with the exception that the orientation field was now switched on for the entire duration of the electroplating. The characteristic curves resulting for a toroidal core produced according to this example are shown in FIGS. 6A and 6B. From a comparison of the characteristic curves in FIGS. 5A, 5B and 6A and 6B, it can be seen that the DC curve parts in FIGS. 5 and 5 remain the same. The 100 nanosecond curves in FIGS. 5A and 5B_jeixeicJhejiJeiioifc wiei? Scnellei · __üirejnaximum magnetic flow values as the corresponding curve parts in FIGS Invention generated magnetic cores required switching time is significantly less than for those cores in whose generation the current generating the directional field was switched on for 100% of the electroplating time. The shorter switching time of the magnetic cores when they work in parallel can be attributed to 5 "of the torque , which is caused by the assumed slight inclination of the orientation in the ferromagnetic layer relative to the circumferential direction. The curves in FIG. 7 show the relationship between the switch-off duration of the magnetic directional field during the constant electroplating time and the 100 nanosecond switchover threshold value and the direct current threshold value. The direct current threshold value remains constant over the entire test. It can be seen from the curve, however, that the level of the 100 nanosecond switchover threshold value is reduced if the directional field running in the circumferential direction is switched off during part of the electroplating time. If the thickness of the layer deposited without a directional field and therefore not oriented is increased in relation to the thickness of the preferentially oriented layer, the total output power of the magnetic core is reduced. Furthermore, the hysteresis loop of the magnetic toroidal core tends to be constricted as the thickness of the unoriented layer increases. It has been found that the combination of oriented and unoriented galvanic layers, generated with an orientation current switched on for 60 to 95% of the galvanizing time, results in bistable toroidal cores with the best properties for use in parallel operation. The switching constants of these bistable thin-film toroidal cores according to the invention are 5 to 10 times smaller than those of ferrite cores under the same field conditions. Example 3 The following procedure was used to make bistable toroidal cores for orthogonal operation. The procedure used for example 3 was similar to the procedure of example 1, with the following important differences: A much thicker gold layer of 100 nm was evaporated onto the chromium layer by evaporating a larger amount of gold in the vacuum evaporation system and depositing it on the carrier. The plating time, expressed in mA · min, was reduced to half that used for a core for parallel operation, and a deposit of 600 nm was deposited on the conductive gold layer. The directional magnetic field in the circumferential direction was switched on during the entire electroplating time. The bistable toroidal cores produced by this method for the orthogonal mode of operation fully meet the requirements specified above. , ^ ---- - claims: 1. Verfahren zur Herstellung bistabiler Dünnschicht-Ringkerne, gekennzeichnet durch die Kombination folgender Verfahrensschritte:1. Process for the production of bistable thin-film toroidal cores, characterized by the combination of the following process steps: a) Auf die Mantelfläche eines hohlzylindrischen siliziumhaltigen Trägers (10) wird mittels Vakuum-Aufdampfung eine Schicht (12) aus Chrom oder einer Chromlegierung aufgebracht; a) On the outer surface of a hollow cylindrical silicon-containing carrier (10) is means A layer (12) of chromium or a chromium alloy is applied by vacuum vapor deposition; b) auf die Schicht (12) wird eine elektrisch leitende Schicht (14) eines Edelmetalls im Vakuum aufgedampft;b) on the layer (12) is an electrically conductive layer (14) of a noble metal in Vacuum deposited; c) die elektrisch leitende Schicht (14) wird durch elektrolytische Abscheidung in einem magnetischen Richtfeld mit einer einachsig orientierten dünnen Schicht (16) eines ferromagnetischen Metalls überzogen;c) the electrically conductive layer (14) is by electrolytic deposition in one magnetic directional field with a uniaxially oriented thin layer (16) of a ferromagnetic Metal plated; d) der Träger mit den genannten Überzügen wird in eine plastische Masse eingebettet;d) the carrier with said coatings is embedded in a plastic mass; e) der Träger samt der Einbettung wird in radialer Richtung in Ringscheiben mit parallelen Stirnflächen zerschnitten, unde) the carrier including the embedding is in the radial direction in annular disks with parallel Cut end faces, and f) die plastische Masse wird von den Ringen entfernt.f) the plastic mass is removed from the rings. 2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die unter der elektrisch leitenden Schicht (14) befindliche Schicht (12) 5 bis2. The method according to claim 1, characterized in that the under the electrically conductive Layer (14) located layer (12) 5 to 10 nm dick ist und aus einer Chrom-Titan-Legierung besteht.10 nm thick and made of a chromium-titanium alloy. 3. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die unter der elektrisch leitenden Schicht (14) befindliche Schicht (12) 5 bis 10 nm dick ist und aus einer Nickel-Chrom-Legierung besteht.3. The method according to claim 1, characterized in that the under the electrically conductive Layer (14) located layer (12) is 5 to 10 nm thick and made of a nickel-chromium alloy consists. 4. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der leitenden Schicht (14) bei für Parallelbetrieb bestimmten Ringkernen eine Dicke von 5 bis 30 nm gegeben wird.4. The method according to claim 1, characterized in that the conductive layer (14) at Toroidal cores intended for parallel operation are given a thickness of 5 to 30 nm. 5. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der leitenden Schicht (14) bei für Orthogonalbetrieb bestimmten Ringkernen eine Dicke von maximal 500 nm, vorzugsweise im Bereich von 50 bis 150 nm gegeben wird.5. The method according to claim 1, characterized in that the conductive layer (14) at Toroidal cores intended for orthogonal operation have a maximum thickness of 500 nm, preferably is given in the range from 50 to 150 nm. 6. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die ferromagnetische Schicht (16) in einem Elektrolyten mit mindestens einem Salz des ferromagnetischen Metalls abgeschieden ao wird, wobei die leitende Schicht (14) als Kathode (22) der elektrolytischen Zelle dient und ein durch den hohlzylindrischen Träger (10) hindurchgeführter elektrischer Leiter an eine zusätzliche, regelbare Stromquelle (28) angeschlossen ist.6. The method according to claim 1, characterized in that the ferromagnetic layer (16) deposited in an electrolyte with at least one salt of the ferromagnetic metal ao is, wherein the conductive layer (14) serves as a cathode (22) of the electrolytic cell and a through the hollow cylindrical carrier (10) passed electrical conductor to an additional, controllable power source (28) is connected. 7. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß als ferromagnetisches Metall eine Nickel-Eisen-Legierung verwendet wird.7. The method according to claim 1, characterized in that the ferromagnetic metal a nickel-iron alloy is used. 8. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß bei für Parallelbetrieb bestimmten Ringkernen als ferromagnetische Metallschicht Permalloy mit etwa 75 bis 82% Nickelgehalt mit einer Schichtdicke von 1,1 bis 1,5 μΐη verwendet wird.8. The method according to claim 1, characterized in that when certain for parallel operation Toroidal cores as a ferromagnetic metal layer Permalloy with about 75 to 82% nickel content with a layer thickness of 1.1 to 1.5 μΐη is used. 9. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß bei für Orthogonalbetrieb bestimmten Ringkernen als ferromagnetische Metallschicht Permalloy mit etwa 75 bis 82% Nickelgehalt mit einer Schichtdicke von 0,3 bis 1,2 μπι verwendet wird.9. The method according to claim 1, characterized in that when certain for orthogonal operation Toroidal cores as a ferromagnetic metal layer Permalloy with about 75 to 82% nickel content with a layer thickness of 0.3 to 1.2 μπι is used. 10. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß als Träger (10) eine Glasrohre mit einem Innendurchmesser von etwa 0,5 mm, einem Außendurchmesser von etwa 0,64 mm und einer Höhe von etwa 0,5 mm dient, wenn die hergestellten Ringkerne für Parallelbetrieb bestimmt sind.10. The method according to claim 1, characterized in that the carrier (10) is a glass tube with an inside diameter of about 0.5 mm, an outside diameter of about 0.64 mm and a height of about 0.5 mm is used if the toroidal cores produced are intended for parallel operation are. 11. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß als Träger (10) eine Glasrohre mit einem Innendurchmesser von etwa 0,38 mm, einem Außendurchmesser von etwa 0,64 mm und einer Höhe von etwa 2,0 mm dient, wenn die hergestellten Ringkerne für Orthogonalbetrieb bestimmt sind.11. The method according to claim 1, characterized in that that as a carrier (10) a glass tube with an inner diameter of about 0.38 mm, an outer diameter of about 0.64 mm and a height of about 2.0 mm is used if the manufactured toroidal cores are intended for orthogonal operation are. 12. Verfahren nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß bei für Orthogonalbetrieb bestimmten Ringkernen der durch den Träger (10) hindurchgeführte Leiter während der ganzen Galvanisierung an die zusätzliche Stromquelle (28) angeschlossen ist.12. The method according to claim 6, characterized in that when certain for orthogonal operation Toroidal cores of the conductors passed through the carrier (10) during the entire electroplating to the additional power source (28) is connected. 13. Verfahren nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß bei für Parallelbetrieb bestimmten Ringkernen der durch den Träger (10) hindurchgeführte Leiter während 60 bis 95 % der Galvanisierungszeit an die zusätzliche Stromquelle (28) angeschlossen ist.13. The method according to claim 6, characterized in that when certain for parallel operation Toroidal cores of the conductor passed through the carrier (10) during 60 to 95% of the time Electroplating time is connected to the additional power source (28). 14. Verfahren nach Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet, daß die Stromquelle (28) während des ersten Teiles oder während des letzten Teiles der Galvanisierung ausgeschaltet ist.14. The method according to claim 13, characterized in that the power source (28) during of the first part or during the last part of the electroplating is switched off. 15. Verfahren nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß der Elektrolyt auf etwa 33° C mit einem pH-Wert von etwa 3,2 gehalten wird.15. The method according to claim 6, characterized in that the electrolyte to about 33 ° C is maintained at a pH of about 3.2. 16. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die plastische Masse aus einer Mischung von Kolophonium und Paraffin besteht.16. The method according to claim 1, characterized in that the plastic mass consists of a Mixture consists of rosin and paraffin. Hierzu 1 Blatt Zeichnungen1 sheet of drawings
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CH239838A (en) * 1942-06-16 1945-11-15 Philips Nv Process for the production of magnetic cores and core produced by this process.
US2792563A (en) * 1954-02-01 1957-05-14 Rca Corp Magnetic system

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