DE2131116A1

DE2131116A1 - Anordnung zum UEbertragen von einwandigen Domaenen

Info

Publication number: DE2131116A1
Application number: DE19712131116
Authority: DE
Inventors: Bobeck Andrew Henry
Original assignee: Western Electric Co Inc
Current assignee: AT&T Corp
Priority date: 1970-06-29
Filing date: 1971-06-23
Publication date: 1972-01-13
Also published as: NL7108806A; CA933652A; BE768900A; US3644908A; SE377624B; GB1351480A; FR2099982A5

Description

,/estern Electric Company liÜBECi;. 77

Anordnung zum Übertragen von einwandigen Domänen

Die Erfindung bezieht sich auf eine Anordnung zum Übertragen von einwandigen Domänen mit einer Materialscheibe, in welcher die einwandigen Domänen zv/isehen Eingangs- und Ausgangsstellen bewegbar sind, und mit einer Einrichtung zum Erzeugen eines in der Scheibeneoene verlaufenden magnetischen Reorientierungsfeldes, wobei die Scheibe eine genügend geringe Anisotropie besitzt, um eine Änderung der Inklination der einwandigen Domänen bezüglich der Scheibe derart zu ermöglichen, daß die einwandigen Domänen dem in der Scheibe verlaufenden ßeorientierungsfeld folgen K'öiaxiea.

Als einwandige Domäne soll hier ein gegenüber der Umgebungsmagnetisierung umgekehrt magnetisiert er magnetischer .Bezirk verstanden sein, der durch eine einzige, in sich geschlossene Domänenwand begrenzt ist. Die einwandige Domäne ist also ein durch die¹· 1>ömänenwajid begrenzter stabiler Bezirk, der sich in der jSpene eines Materialplättchens oder einer Materiaiseheibe frei bewegen kann. Ein typisches Material für eine solche Anordnung ist; ein Orthoferrit der seltenen Erden oder ein Gr an atkristall, dessen bevorzugte Magnetisierungsrichtung längs einer quer und normalerweise senkrecht zur Bewe;iungseüene angeordneten Achse verläuft. Es ist zweckmässig, eine iiichtung längs dieser Achse (nämlich die positive

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Richtung) als die Richtung der Magnetisierung der Domäne zu bezeichnen, so daß der Rest des Materials eine Magnetisierung in der negativen Richtung besitzt. Eine solche Konvention erlaubt es, eine Domäne durch ein mit einem Kreis umgebenes Pluszeichen in einem Feld negativer Zeichen oder einfach als einen Kreis darzustellen. Eine einwandige Domäne und eine Anordnung zum Ausnutzen solcher Domänen sind in der US-PS 3 460 116 beschrieben.

Einwandige Domänen werden in einer derartigen Materialscheibe vorzugsweise durch ein Vormagnetisierungsfeld einer zum Zusammenziehen von Domänen geeigneten Polarität - einer negativen Polarität entsprechend der oben angegebenen Konvention auf einen vorgegebenen Durchmesser gezwungen. Die Domänenbewegung in der Scheibe erfolgt mittels eines Feldes (d.h. eines Feldgradienten), welches in von der durch eine Domäne eingenommenen Position laufend versetzten Stellen vorgesehen ist.

Feldgradienten zum Bewegen von Domänen werden generell durch an eine Reihe von Leiterschleifen nahe der Scheibenoberfläche angelegte Impulse geschaffen. Durch Pulsen einer Folge von Leitern, die von der von der Domäne eingenommenen Position aufeinanderfolgend versetzt sind, werden aufeinanderfolgend versetzte Gradienten zum Verschieben der Domäne entwickelt. In der praktischen Ausführung werden die Leiter in drei Guppen in Reihe geschaltet und arbeiten als bekanntes Dreiphasen-

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Schieberegister für Domänenmuster. Eine Übertragungsanordnung dieser Art ist in der oben genannten ÜS-PS 3 460 116 angegeben.

Eine alternative Anordnung zur Erzeugung geeigneter FeIdmuster zum Bewegen von Domänen umfaßt ein sich wiederholendes Auflagemuster auf der Oberfläche der Scheibe«, Die Auflage bestellt aus magnetisch weichem Material, welche unter Einwirkung eines magnetischen Feldes in der Bewegungsebene der Domänen eine magnetische Poltrennung zeigt. Die Pole bewegen sich, während das in der Ebene verlaufende Reorientierungsfeld die Domänen entsprechend der Geometrie der Auflage in nachfolgende Positionen zieht. Gemäß einem älteren Vorschlag finden stab- oder T-förmige Auflageelement-e Verwendung, welche auf ein rotierendes Feld in der Seheibenebene ansprechen.

Bei Anordnungen der oben beschriebenen Art wird die Domä&enbewegung durch Kopplung zwischen dem angelegten Feld und der Domänenwand erreicht, und die Be we gungsgeschwindigkeit der Domäne wird durch die Geschwindigkeit begrenzt, mit der die Domänenwand bewegt werden kann.

Das Problem der Steigerung der übertragungsgeschwindigkeit einwandiger Domänen wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß die Anordnung zum Übertragen von einwandigen Domänen zusätzlich eine an der Seheibenoberfläche angeordnete Auflage

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aufweist, deren Koerzitivkraft von dem in der Scheibenebene verlaufenden Reorientierungsfeld nur vernachlässigbar gering beeinflußt ist und die längs eines zwischen den Eingangsund Ausgangsstellen verlaufenden, die Domänen übertragenden Kanals aufeinanderfolgende Positionen definiert, wobei die durch das in der Scheibenebene verlaufende Reorientierungsfeld hervorgerufene Änderung der Domäneninklination in eine Verschiebung entlang des Kanals umwandelbar ist.

Nach der erfindungsgemäßen Lösung wird das in der Scheibenebene verlaufende Feld, welches, wie beobachtet wurde, die Domäne aus ihrer Soll-Orientierung in der Bewegungsebene schrägstellt, zur Realisierung einer verbesserten und schnelleren Übertragungsweise benutzt, die, wie angenommen wird, darauf zurückzuführen ist, daß die gesamte einwandige Domäne kohärent geschaltet wird, anstatt die Domänenwand zu bewegen.

In der Zeichnung ist ein Ausführungsbeispiel der Erfindung dargestellt. Es zeigen:

Fig. 1 Eine schematische Darstellung einer Anordnung zum übertragen einwandiger Domänen gemäß der Erfindung;

Fig. 2 Eine Projektionsansicht auf einen Teil der Anordnung nach Fig. 1, wobei teilweise in unterbrochenen Linien der magnetische Zustand während des Betriebs der Anordnung gezeigt ist;

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Fig. 3 Eine Projektionsansicht einer imaginären magnetischen Domäne mit den Domänenorientierungen während des Betriebs der Anordnung nach Pig. 1; und

Fig. 4, 5, 6, 7 und 8 Draufsichten auf einen Teil der Fig. 2 mit aufeinanderfolgenden magnetischen Zuständen während des Betriebs.

Bei einer Ausführungsform der neuen Anordnung ist eine Auflage relativ hoher Koerzitivkraft auf jeder der Ober- und Unterseiten einer Materialscheibe, in welcher Domänen bewegt werden, ausgebildet. Jede Auflage ist mit einer wellen- oder zahnförmigen Kante versehen, die entlang einer Achse eines Domänen-Übertragungskanals ausgerichtet ist. Die Kanten der an der Oberseite und der Unterseite angeordneten Auflagen sind ferner dauernd magnetisiert, um abstossende Pole für die gegenüberliegenden Enden einer Domäne zu bilden. Gegenüberliegende Enden einer Domäne werden durch das in der Scheibenebene verlaufende PeId abwechselnd in aufeinanderfolgender Ausnehmungen der gezackten Auflagen gezwungen, wobei sich jeweils ein Ende der Domäne frei bewegen kann und dadurch die Verschiebung der Domäne längs des Kanals bewirkt.

Pig. 1 zeigt eine Domänen-Übertragungsanordnung gemäß der Erfindung. Die Anordnung weist ein Materialplättehen oder eine Materialscheibe 11 auf, in welcher einwandige Domänen

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"bewegt bzw. übertragen werden können.

Ein Übertragungskanal für die Domänen ist in der Scheibe 11 illustrativ durch die Auflageelemente 12, 13, 14 und 15 definiert. Die Elemente 12 und 13 sind bei der Ansicht gemäß Fig. 1 auf der Oberseite der Scheibe 11 angeordnet; die Elemente 14 und 15 sind auf der Unterseite angebracht und mit gebrochenen Linien dargestellt. Die Elemente erstrecken sich zwischen Eingangs- und Ausgangsstellen, welche durch k mit Kreisen umschriebene x-I/Iarken dargestellt und mit I bzw. 0 bezeichnet sind.

Eine Domäne D nimmt in der Darstellung gemäß Fig. 1 einen Raum in der Scheibe 11 zwischen den auf den Oberflächen der Scheibe angeordneten Auflage element en ein. Ohne ein in der Scheibenebene verlaufendes Feld und bei Vorhandensein eines Vormagnetisierungsfeldes orientiert sich die Domäne D nominell senkrecht zur Ebene, wobei ihr Durchmesser von dem Vormagnetisierungsfeld bestimmt wird. Das Vormagnetisierungsfeld wird durch bekannte Mittel, welche in Fig. 1 durch den Block 20 dargestellt sind, geliefert.

In ähnlicher Weise ist eine Einrichtung zum Erzeugen eines in der Scheibenebene rotierenden Feldes vorgesehen, welche durch den Block 21 in Fig. 1 dargestellt ist. Bei Vorhandensein eines Feldes in der Scheibenebene ist die Lage der

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Domäne D gegenüber der Scheibennormalen, beispielsweise ent-' sprechend der Darstellung in Fig. 2, geneigt. Da das Scheibenebenen-Feld rotiert, beschreiben die oberen und unteren Stirnflächen D^ und Dj₃ der Domäne D einen imaginären Kreisbogen an den entsprechenden Oberflächen der Scheibe 11, wie dies durch die Ringe 22 und 23 in Fig. 3 gezeigt ist. Die Vormagnetisxerungs- und Scheibenebenen-Felder sind in Figo durch Pfeile gekennzeichnet. Die Vektorsumme der beiden Felder richtet die Domäne in der gezeigten Weise aus. Es ist zweckmäßig, sich die ringförmige Auslenkbewegung beim Rotieren des Pfeiles H. _{Ί ofle} zu vergegenwärtigen.

Ohne eine Auflage setzen die Domänen die in Fig. 3 dargestellte .Rotationsbewegung um den imaginären Kreis beim Rotieren des Scheibenebenen-Feldes fort. Die Stärke des Scheibenebenen-Feldes ist bezüglich der Scheiben-Anisotropie so gewählt, daß eine derartige Bewegung möglich ist. Für übliche Werte der Scheibenebenen-Felder, z.B. 20 Oersted, haben Granatscheiben, z.B. Gadolinium-Terbium-Granat (Gd₀ ^ Tb_n _Ί Fe^-O₁₀) von etwa 0,051 mm Dicke ausreichend niedrige Anisotropien von etwa 500 Oersted, um eine solche Betriebsweise zu ermöglichen.

Eine Auflage des in Fig. 1 dargestellten Typs wandelt dagegen die oben beschriebene Domänenbewegung in eine Domänenverschiebung längs eines Kanals in der Scheibe 11 um« Diese Funktionsweise ist am besten in Verbindung mit den Fig. 4-ö

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«5 g

zu verstehen, welche Auflageeleiaente 12, 13, 14 und 15 gemäß den Fig. 1 und 2 zeigen. Der Schnitt der Domäne mit der Oberseite der Scheibe 11 ist als Kreis dargestellt. Der Schnitt mit der Unterseite ist als gestrichelter Kreis dargestellt. Es ist wesentlich, zu beachten, daß die beiden Kreise in einer Draufsicht nicht zusammenfallen; diese fehlende Koinzidenz ist in den Fig. übertrieben dargestellt.

Die Domäne D ist in einer Ausgangsposition entsprechend der Position der Domäne D gemäß Fig. 1 gezeigt. Die Oberseite der Domäne soll hier als negativ und die Unterseite als positiv bezeichnet werden, wobei angenommen wird, daß die Auflageelemente 12 und 13 negativ und die Auflageelemente 14 und 15 positiv sind. Jedes Ende der Domäne D wird von den Polen an jeder Auflage der zugehörigen Oberfläche der Scheibe 11 abgestoßen und nimmt daher eine dazwischen liegende Gleichgewichts st ellung an.

Die Beschreibung der Betriebsweise wird mit der Schaffung eines Scheibenebenen-Feldes in einer angenommenen O-Orientierung eingeleitet. Ein Pfeil Hq in Fig. 4 stellt ein solches Feld und seine Richtung dar. Das negative (obere) Ende der Domäne D wird in der Richtung des Feldes versetzt; das positive (untere) Ende D-^ der Domäne D wird entgegen der Feldrichtung versetzt. Diese Versetzung bzw. Verschiebung der Enden der Domäne D ist durch die relativen Stellungen

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der durchgehenden und unterbrochenen kreise in Pig. 4 dargestellt.

Es wird angenommen, daß das Feld in der Ebene im Uhrzeigersinn rotiert, und zwar sich um S¹O⁰ nach Iinies reorientiert, wie dies durch den Pfeil IL_Q in Fig. 5 dargestellt ist. «fahrend dieses Viertelzyklus neigen die Enden D₊ und D- der Domäne D dazu, sich zum Erreichen der in Fig. 5 dargestellten Positionen über die entsprechenden Ringe 22 und 23 gemäß Fig. 3 bei Fehlen von Auflagen zu bewegen. Bei Vorhandensein von Auflagen werden die Positionen gemäß Fig. 5 jedoch über eine modifizierte Bahn erreicht.

Es ist beispielsweise klar, daß das linde D, sich stärker als das Ende D^ bewegt. Das Scheibenebenen-Feld (Hq\ verläuft in einer solchen .Richtung, daß es ein erstes Ende (D.) einer Domäne in eine Ausnehmung in der Auflage drückt. Der magnetische Zustand der Auflage ist so, daß die Domäne abgestoßen v/ird. Das in einer Ausnehmung der Auflage befindliche Ende der Domäne wird in erhöhtem Maße der Abstoßkraft unterworfen, wenn es sich l'ängs des Kanals zu bewegen sucht, bevor es aus der Ausnehmung frei ist, und ist daher festgehalten oder gesperrt. Das zweite Ende (D_b) der Domäne kann sich frei bewegen. jJei dem dargestellten Ausführungsbeispiel wird das zweite Ende - statt auf einer Kreisbahn - längs einer geraden Kante der Auflage 15 (Fig. 2) zu der in Fig. 5 gezeigten Position versetzt.

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Wenn das Scheibenebenen-Feld um 90° in die durch, den. Pfeil EL'- -

der Fig. 6 gekennzeichnete Richtung weiterläuft, besetzt das Ende D^ der Domäne D eine Ausnehmung der Auflage 14 (Fig. 2) und wird festgehalten. Das Ende D^ bewegt sich längs der geraden Kante der Auflage 13, wie dies in den Fig. 6 und 7 gezeigt ist, während das Feld in der Ebene zu der durch den Pfeil H₂^₀ in Fig. 7 gekennzeichneten Stellung weiterwandert.

Fig. 8 zeigt einen Pfeil H-^q, der in die Richtung des in Fig. 4 dargestellten Pfeiles H_Q weist und die Beendigung eines Umlaufs des Feldes in der Scheibenebene anzeigt. Die Domäne D ist um zwei Muster der Auflage 12 weitergerückt, wie die Figuren zeigen. Die oberen und unteren Enden der Domäne nehmen zueinander wieder die Ausgangsstellung ein. In den in Fig. 1 dargestellten Übertragungskanal wird die Information an der Eingangsstelle I als Vorhandensein (Binär - eins) und Fehlen (Binär - null) von Domänen gespeichert. Eine Domäne wird selektiv an die Eingangssteile gebracht, und zwar zweckmäßig durch Abtrennen von einer Domänenquelle durch einen Impuls W auf einem Haarnadelleiter, der auf einem Magnetisierungsbereich der Polarität einer Domäne liegt. Eine Domäne kann auch aus einer Zuchtdomäne, welche um die Peripherie einer magnetisch weichen Auflagescheibe bei I zirkuliert, gewonnen werden. Eine Eingangsstelle ist in Fig. 1 bei I gezeigt, und der Eingangsmechanismus ist durch den mit Eingangsimpulsquelle bezeichneten Block 30 dargestellt.

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Die auf diese v/eise erzeugten Domänenrauster, welche mit Hilfe der neuen Domänen-Übertragungsanordnung bewegt werden, erreichen eine Ausgangsstelle O (Fig. 1), von der aus sie einem Detektor oder dgl. zugeführt werden können. Eine geeignete Detektoranordnung ist eine Leiterschleife, die so angeordnet ist, daß der Durchlauf einer Domäne einen Impuls in-der Leiterschleife hervorruft. Eine zweite Schleife kann vorhanden sein, welche eine Domäne zunächst dehnt und danach an der Ausgangsstelle zusammendrückt. Alternativ kann auch eine den Hall-Effekt ausnutzende Einrichtung verwendet werden. In jedem Pail wird ein Impuls an eine Verbrauche rs chaltung, die in Fig. 1 durch einen Block 33 dargestellt ist, angelegt.

Die Quellen 20, 21 und 30 sowie die Verbraucherschaltung 33 sind mit einer der Steuerung und Synchronisation dienenden Steuerschaltung 34 verbunden. Im Vorstehenden wurde die Erfindung anhand von Auflagen mit gezackten und geraden Kantenelementen auf jeder Oberfläche einer Materialscheibe, in welcher die einwandigen Domänen bewegt werden können, beschrieben. Selbstverständlich können auch Auflagen anderer Konfigurationen verwendet werden. Ein Überblick über die Funktionsweise läßt die Grenzbedingungen für die alternativen Konfigurationen erkennen. Die natürliche Bewegung einer Domäne unter Einwirkung eines in der Scheibenebene rotierenden Feldes wurde in Verbindung mit Fig. 3 beschrieben, wobei festgestellt wurde., daß die Enden der Domänen auf den

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einander gegenüberliegenden Seiten der Scheibe 11 ringförmige Bahnen durchlaufen. Die Wirkung der Auflage- bzw. deren Geometrie soll darin bestehen, abwechselnd die Bewegung der einander gegenüberliegenden Enden einer Domäne zu erzwingen, wenn sich das Ende auf seiner Ringbahn zu einer am weitesten vorgerückten Position bewegt. So wird beispielsweise das Ende B, der Domäne D in Fig. 3 gedrängt oder- eingefangen, wenn es die dargestellte Position erreicht, wie aus den Fig. 7 und Ö ersichtlich ist.

ψ Das Einschnappen der Domäne folgt bei dem dargestellten Ausführungsbeispiel aus der Auflagengeometrie, welche auf die Doinänengeonietrie abgestimmt ist und eine relativ hohe Abstoßkraft zum Behindern der kreisförmigen Bewegung alternativer Enden einer Domäne während verschiedener Abschnitte eines Zyklus eines Scheibenebenen-Feldes, welches die kreisförmige Bewegung begünstigt, hervorruft. Es ergibt sich das alternative bzw. abwechselnde Vorrücken einander entgegengesetzter Enden einer Domäne längs dem

^ Kanal. Bei der dargestellten Auflagenkonfiguration ist ein Auflagenelement wellenförmig ausgebildet, um das zugehörige Ende der Domäne aufzunehmen. Das Doniänenende ist nur dann von einer Ausnehmung frei, wenn das in der Ebene rotierende Feld so orientiert ist, daß sich die Wand aus der in der Fig. 6 dargestellten eingefaßten Stellung bewegen kann. Das nicht-gesperrte Ende einer Domäne wird gleichzeitig entlang der geraden Kante des Auflagestx'eifens rii der gegen-

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überliegenden Seite der Scheibe verschoben. Die magnetische Konfiguration, bezüglich der die Auflageelemente jeder Scheibenoberfläche den Domänen gleich sind und daher auf diese abstoßend wirken, gewährleistet die zuvor beschriebene Operationsweise.

Alternativen zum Erreichen derselben Ziele umfassen z.B. Änderungen der magnetischen Konfiguration der Auflage, des Reorient xerungsmoden des in der Scheibenebene verlaufenden Feldes und der die Auflagen tragenden Oberflächen des Substrats. In erster Linie kann die magnetische Konfiguration der Auflage realisiert werden, ohne die Auflage durch wirkliche Atzung in die dargestellte Geometrie der voneinander getrennten Auflageelemente zu bringen. Genauer gesagt, kann die magnetische Polkonfiguration gemäß Fig. 2 mit einem einheitlichen Auflagefilm realisiert werden, in welchem Pole Deispielsweise durch Curie-Punkt- oder Kompensationspunktschreiben über koinzidenfce Laser und magnetisches Feld oder durch andere magnetische Aufzeichnungsmethoden geschaffen werden. Eine alternative Konfiguration verwendet beispielsweise Pole entgegengesetzter Magnetisierung bzw. Polarisation (nämlich anziehende Pole) längs einer Achse zwischen den geweilten und geraden Kanten der Auflagen 12 und 13 sowie 14 und Xo₁ wie durch die Linien 40 und 41 in Fig. 2 angegeben ist. Selbstverständlich brauchen keine in gegenseitigem Abstand angeordnete Auflageelemente mit einer solchen Linie einander entgegengesetzter Pole verwendet zu werden.

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Genauer gesagt, das Vorhandensein von entgegengesetzten Polen in einer fortlaufenden Auflagenausführung beseitigt das Erfordernis entweder eines Auflageelements mit gerader Kante oder sogar einer getrennten geraden Linie von Polen, welche der gradlinigen Kante des getrennten Auflageelements entspricht, da eine Domäne entlang der Linie von (anziehenden) Gegenpolen läuft, ohne eine Streutendenz während der erfindungsgemäßen Verschiebung.

Das Einschreiben der Po!konfiguration ist ein Aspekt von beachtlicher praktischer .Bedeutung, da hierdurch fotoi-ithographische Methoden vermieden werden und die Pole leicht wieder eingeschrieben werden können.

Außerdem ist vorgesehen, die Domänen erfindungsgemäß unter Verwendung von Auflagen odei" eingeschriebenen Permanentmagneten auf nur einer Fläche der Materialscheibe zu Dewegen. Eine Realisierungsmöglichkeit für einen derartigen Betrieb mit nur auf einer Oberfläche aufgebrachter Auflage erfordert hohe Betriebsgeschwindigkeiten. Viskose Dämpfung verzögert dabei die Rückwärtsbewegung eines Endes einer Domäne an der auflagenfreien Oberfläche der Scheibe, während das die mit einer Auflage versehene gegenüberliegende Oberfläche der Scheibe schneidende Ende der Domäne durch die Reorientierung des Scheibenebenen-Feldes bewegt wird. Das der auflagenfreien Fläche zugewandte Ende der Domäne wird dabei mit relativ geringer Geschwindigkeit vorgeschoben,

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wahrend das gegenüberliegende jjnde in der oben beschriebenen Weise eingefangen ist.

Es ist zu berücksichtigen, daß die in Fig. 1 dargestellte Konfiguration in erster Linie dann geeignet ist, wenn sich die Domänen während der Rotation des in der Scheibenebene verlaufenden Feldes durch.die in Fig. 3 dargestellten Kreise bzw. Ringe bewegen (taumeln). Das Scheibenebenen-Feld kann auch durch Pulsmethoden ausgerichtet werden, welche nicht notwendigerweise ein rotierendes Feld erzeugen. Die Auflagen sind selbstverständlich so ausgebildet bzw. die Permanentmagnete so geschrieben bzw. gedruckt, daß sie auf die Orientierung des in der Scheibenebene verlaufenen Feldes abgestimmt sind, um die zuvor beschriebene Funktionsweise zu erreichen.

Die iärfindung wurde im Vorstehenden anhand einer relativ schwach anisotropen Scheibe beschrieben, in welcher die Domänenwände bewegt werden, um die Domäne bezüglich der Normalen zur Bewegungsebene zu neigen bzw. schrägzustellen. Diese Beziehung erlaubt eine Domänenbewegung durch kohärente Rotation, statt durch Domänenwandbewegung, da die Felder direkt auf die Spins innerhalb des Domänenkörpers wirken und nicht auf die Domänenwand selbst. Die durch kohärente Rotation hervorgerufene Bewegung ist schneller als die Domänenwandbewegung, wodurch beträchtlich größere Bitgeschwindigkei-

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ten erreicht werden, wie im Hinblick auf ähnliche Vorteile in der magnetischen Dünnfilmtechnik leicht einzusehen ist. Die Steigerung ist proportional zum Verhältnis des Volumens einer Domäne zum Volumen der Wand, wobei dieses Verhältnis in einem typischen Pail 10:1 ist. Es sind Bitgeschwindigkeiten in der Größe von 100 LIHz zu erwarten, so z.B. mit dem folgenden Ausführungsbeispiel.

Magnetische Domänen mit einem Soll-Durchmesser von 5 Mikrometer werden in einer Scheibe aus Gd₀ -,T^n -7^FeR°io (Gadolinium-T erb ium-Granat) mit den Abmessungen 0,254 cm χ 0,254 cm x 0,00503 cm und einer Anisotropie von 500 Oersted bewegt. Ein Vormagnetisierungsfeld von 12Ö Oersted hält den Domänendurchmesser auf dem Sollwert. Ein in der Scheibenebene verlaufendes Feld von 20 Oersted rotiert bei einer Frequenz von 10 MHz. Eine Permanentmagnetkonfiguration an jeder der Ober- und Unterseiten der Scheibe ist 15 Mikrometer versetzt, wobei der gewählte Abschnitt zum Einfangen der Domänenausnehmungen von 5 Mikrometer definiert. Die Auflage weist einen Film aus Co^CUpSm (kobalt-Kupfer-Samarium) von 1 Mikrometer Dicke auf, dessen koerzitivkraft 10.000 Oersted beträgt. In den Film werden Permanentmagnetisieruiigsrichtungen durch einen Computer eingeführt, der durch einen bei Vorhandensein eines magnetischen Feldes betriebenen Laser gesteuert wird. Das sich wiederholende Master an der Auflage hat die Dimensionen 10 χ 30 Mikrometer.

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Im Vorstehenden warden Au s führung s"b ei spiele der Erfindung erläutert, die vom Fachmann ohne Schwierigkeit abgewandelt werden können. Bs ist z.B. ohne weiteres einzusehen, daß die Umkehr der ßotationsrichtung des Scheibenebenen-J?eldes zu einer Umkehr der Domänenbewegung im Kanal gemäß 1'¹Xg. 1 führt. Außerdem können mehrere Kanäle des in J?ig. dargestellten Typs in identischer Weise in der Scheibe 11 definiert werden.

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Claims

P a t e η t a η s, ρ r ü c h e

Anordnung zum Übertragen von einwandigen Domänen mit einer Materialscheibe, in welcher die einwandigen Domänen zwischen Eingangs- und Ausgangsstellen bewegbar sind, und mit einer Einrichtung zum Erzeugen eines in der Scheibenebene verlaufenden magnetischen Reorientierungsfeldes, wobei die Scheibe' eine genügend geringe Anisotropie besitzt, um eine Änderung der Inklination der einwandigen Domänen bezüglich der Scheibe derart zuzulassen, daß die einwandigen Domänen dem in der Scheibenebene verlaufenden fieorien- ; tierungsfeld folgen können,

dadurch gekennzeichnet, daß die Anordnung zusätzlich eine an der Scheibenoberfläche angeordnete Auflage (12 und 13 und/oder 14 und 15) aufweist, deren Koerzitivkraft von dem in der Scheibeneoene verlaufenden EeOrientierungsfeld (H) nur vernachlässigbar gering beeinflußt ist und die längs eines zwischen den Eingangs- und Aus gangs s teil en verlaufenden, die Domänen übertragenden Kanals aufeinanderfolgende Positionen definiert, wobei die durch das in der Scheibenebene verlaufende Reorientierungsfeld hervorgerufene Änderung der Domäneninklination in eine Verschiebung entlang des Kanals umwandelbar ist.

2. Anordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet , daß die Auflage (12 und 13 und/oder 14 und 15) erste und zweite Abschnitte an einer ersten bzw. einer

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zweiten Oberfläche der Scheibe (11) aufweist, wobei jeder Abschnitt aus voneinander mit Abstand angeordneten Elementen (12 und 13 oder 14 und 15) besteht, deren permanente Magnetisierungsrichtungen so gewählt sind, daß das benachbarte Domänenende abgestoßen wird, und wobei eines dieser Elemente (12 oder 14) jedes Abschnittes eine solche Geometrie besitzt, daß das benachbarte Domänenende bei seiner Bewegung längs einer Achse zwischen den auf Abstand stehenden Elementen in Abhängigkeit von dem in der Scheibenebene verlaufenden Reorientierungsfeld (H) eingefangen wird.

3. Anordnung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet , daß die ersten und zweiten Auflageabschnitte jeweils erste (12 und 14) und zweite (13 und 15) Elemente mit einer gewellten bzw. einer geraden Kante aufweisen, welche zwischen sich einen Domänen-Übertragungskanal definieren, in welchem sich das Scheibenebenen-Feld (H) durch Rotation reorientiert.

4. Anordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet , daß die Auflage einen ersten Abschnitt mit einem fortlaufenden Auflagefilm aufweist, der eine magnetische Konfiguration hat, die sich bei Vorhandensein eines in der Scheibenebene verlaufenden Reorientierungsfeldes (H) nicht ändert, um ein erstes Ende der Domäne während eines ersten Teils (Hg₀) jedes reorientierenden Zyklus in der Scheibenebene einzufangen.

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5o Anordnung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet , daß die Auflage einen zweiten Abschnitt mit einem fortlaufenden Aufiagenfilm ähnlich dem fortlaufenden Auflagenfilm des ersten Abschnitts aufweist, um ein zweites üJncLe der Domäne (D) während eines zweiten Teils (EL₇₀) jedes Reorientierungszyklus des in der Scheibenebene verlaufenden Feldes einzufangen.

6. Anordnung nach einem der Ansprüche 4 und 5, dadurch gekennzeichnet , daß der Auflagenfilm zur Definierung eines Übertragungslcanals ein Illuster permanenter Ucgnetisierungsrichtungen aufweist, dessen Geometrie so gewählt ist, daß eine gewellte Bahn von die Domänen abstoßenden Polen und eine gerade Bahn von die Domänen anziehenden Polen längs des Kanals definiert ist, und daß das in der Scheibenebeiie verlaufende Feld durch Rotation reorientiert wird.

7. Anordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet., daß die Auflage einen ersten und zweiten Abschnitt (40 und 41) an ersten bzw. zweiten Oberflächen der Scheibe aufweist, wobei jeder Abschnitt längs einer Achse zwischen den Eingangs- und Ausgangssteilen Pole hat, deren Magnetisierungsrichtungen so gewählt sind, daß sie das benachbarte Domänenende anziehen.

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ORfGJNÄL INSPECTED

ο. Anordnung nach, einem der Ansprüche 2, 3 und 7» d a dtirch gekennzeichnet, daß die Scheibe (11) einen Granatkristall aufweist und jeder der Auflagenabschnitte aus einem Film aus ii.ooalt-l5Ju.pfer-Samarium besteht.

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BAD ORIGINAL