DE2134148B2 - Verfahren und magnetisches System zur Lenkung des Flusses von Zylinderdomänen - Google Patents

Verfahren und magnetisches System zur Lenkung des Flusses von Zylinderdomänen

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Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Lenkung des Flusses von Zylinderdomänen in einem Zylinderdomänensystem, bei dem die Zylinderdomänen in einem Kanal aus Zylinderdomänenmaterial bewegungsfortpflanzend beeinflußt werden. Die Erfindung betrifft weiter ein magnetisches Zylinderdomänensystem zur Durchführung des Verfahrens mit einem auf einem Trägermaterial angeordneten ersten Kanal aus magnetischem Zylinderdomänenmaterial.
Aus der USA.-Patentschrift 3 438 016 und aus »Journal of applied Physics«, Band 37, 1966, S. 2572 bis 2583, ist bekannt, den Fluß von Domänenspitzen durch ein Kanalsystem zu steuern. Die Kanäle sind dabei in einer magnetischen Folie hoher Koerzitivkraft eingebettet. Die die Domänenspitzen treibende Kraft ist ein an die gesamte Oberfläche der Folie angelegtes, magnetisches Feld. Die Kanäle bestehen aus zickzackförmig verlaufenden Streifen aus einem Material mit niedriger Koerzitivkraft, dessen magnetische Vorzugsachse in der Ebene der Folie liegt. Durch Anlegen eines magnetischen Feldes entgegen der Magnetisierungsrichtung der Folie und unter einem gewissen Winkel zur Vorzugsachse wird eine Domänenspitze längs eines Kanals bewegt. Die zickzackförmige Ausbildung der Kanals ist für die Bewegungsforipflanzung der Domänenspitzen notwendig.
Der Erfindung liegt demgegenüber die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren und System zur Steuerung des Flusses von Zylinderdomänen zu schaffen, bei dem die die Zylinderdomänen treibende Kraft nur an einer bestimmten Stelle eines Kanals aufgebracht wird, um die im Kanalsystem befindlichen Zylinderdomänen bewegungsfortpflanzend zu beeinflussen.
Erfindungsgemäß wird diese Aufgabe dadurch gelöst, daß in den Kanal zur Bewegungsfortpflanzung der im Kanal vorhandenen Zylinderdomänen um eine Wegstrecke, die dem durch die Abstoßungskräfte bestimmten Gleichgewichtsabstand zwischen benachbarten Zylinderdomänen entspricht, eine neue Zylinderdomäne eingeführt wird.
Zweckmäßigerweise kann hierzu in den Kanal an einer Einmündungsstelle mit einem Abzweigkanal eine sich teilweise in die Einmündungsstelle erstrekkende, neue Domäne seitlich eingeführt werden, um die im Kanal befindliche Zylinderdomäne selektiv in den Abzweigkanal zu lenken.
Das magnetische Zylinderdomänensystem zur Durchführung des beschriebenen Verfahrens zeichnet sich dadurch aus, daß auf dem Trägermaterial ein zweiter Kanal aus magnetischem Zylinderdomänenmaterial vorgesehen ist, der in den ersten Kanal ein-
mündet, um in den ersten Kanal Zylinderdomänen mr Beeinflussung der Bewegung der im ersten Kanal befindlichen Zylinderdomänen einzuführen.
Das Kanalsystem besteht somit aus einer Vielzahl
Terbium, Dysprosium, Holmium, Erbium, Thulium, Ytterbium, Lutetium, Lanthan and Yttrium. Die Q-Komponente des Filmansatzes ist aus der Gruppe der folgenden Elemente ausgewählt: Eisen, Eisen
von durchgehenden, d.h. nicht notwendigerweise 5 und Aluminium, Eisen und Gallium, Eisen und In-
zickzackförmig ausgebildeten Kanälen, die entsprechend der durchzuführenden Steuerfunktion miteinander verbunden sind und z. B. durch Ätzen eines dünnen Films hergestellt werden können. Im Gegen-
dium, Eisen und Skandium, Eisen und Titan, Eisen und Vanadium, Eisen und Chrom sowie Eisen und Mangan.
Die Wertigkeiten der J- und Q-Komponente
satz zum eingangs erwähnten Stand der Technik 10 addieren sich zu der Gesamtwertigkeit des Oxydwerden dabei die magnetischen Abstoßungskräfte Ansatzes. Bevorzugte Materialien sind Granate und zwischen benachbarten Zylinderdomänen ausgenützt, Orthoferrite. Beispiele für diese Verbindungen sind um sämtliche Domänen bewegungsfortpflanzend im GdFeO3, YFeO3 und Y3Fe3 8Ga1,012.
Kanalsystem zu beeinflussen und zu steuern; d. h. die Der aus magnetischem 'Zylinderdomänenmaterial
treibende Kraft braucht nur an einer bestimmten 15 bestehende Film 12 wird mit einem Ätzmittel geätzt; Stelle eines Kanals aufgebracht werden. Die Ka- hierbei werden zur Ausbildung der Kanäle 14 die übnäle können so miteinander verbunden sein, daß die liehen Fotolichtdruck-Verfahren angewendet, die Bewegung der Domänen in einem Kanal eine Be- auch bei der Halbleiterherstellung benutzt werden, wegung von Domänen in einem Abzweigungskanal Hierbei kann jede beliebige Kanalanzahl mittels einer hedirst, die dann in der durch die betreifenden Ka- 20 entsprechenden Schablone vorgesehen werden,
nalflächen festgelegten Richtung weiterfließen. Je Obwohl vorzugsweise ein Film bzw. eine Schicht
nach geometrischer Anordnung der Kanäle können aus magnetischem Zylinderdomänenmaterial auf dem somit verschiedene logische Steuerfunktionen durch- Trägermaterial 10 abgeschieden und danach der Film geführt werden. bzw. die Schicht zur Ausbildung der Kanäle geätzt
Ausführungsbeispiele der Erfindung werden nach- 25 wird, können selbstverständlich auch andere Verfolgend an Hand der Zeichnung näher erläutert. Es fahren angewendet werden. Bei einem dieser Verzeigt fahren wird eine Maske auf das Trägermaterial auf-
Fig. 1 eine veranschaulichende Querschnitts- gebracht und das magnetische Zylinderdomänenansicht des Aufbaues des Zylinderdomänensystems, material unmittelbar in dem durch die Maske aus-
F ig. 2A und 2B eine Draufsicht auf eine erste 30 gebildeten Kanalmuster abgeschieden.
Kanalanordnung und Ein Beispiel für eine spezielle Kanalanordnung ist
F i g. 3 eine Draufsicht auf eine zweite Kanal- in den F i g. 2 A und 2 B dargestellt. Der Kanal 14 anordnung. nach F i g. 2 A ist mit magnetischen Zylinderdomä-
Zur Bildung des in Fig. 1 gezeigten Aufbaus des nen 15 angefüllt, die durch eine herkömmliche Be-Zyünderdomänensystems wird ein monokristallines 35 wegungsfortpflanzung 16 ausgebreitet werden. Die Trägermaterial 10 einer chemischen Dampfabschei- Quelle 16 füllt so den Kanal 14 mit magnetischen dung unterwürfen, so daß sich ein dünner Film bzw. Zylinderdomänen 15 an. Die Domänen 15 liegen eine dünne Schicht 12 aus magnetischem Zylinder- dabei in einem Abstand voneinander, der dem domänenmaterial auf dem Trägermaterial 10 bildet. Gleichgewichtszustand der magnetischen Absto-Die Abscheidung wird nach einem in der deutschen 40 ßungskräfte entspricht. Wenn eine neue Zylinder-Patentanmeldung P 20 63 211 und P 20 62 058 be- domäne ISA durch die Quelle 16 eingeführt wird, schriebenen Verfahren durchgeführt, auf die damit wird die benachbarte Zylinderdomäne 15 B von ihr ausdrücklich hingewiesen wird. Obwohl eine ehe- weggestoßen. Die Zylinderdomäne 15 B stößt ihrermische Dampf abscheidung zu bevorzugen ist, kann seits wieder die nächstfolgende Zylinderdomäne 15 C der Film 12 auch auf andere Weise auf dem Träger- 45 ab, die wiederum die Zylinderdomäne 15D, usw., material aufgebracht werden. beeinflußt. Auf diese Weise bewegen sich die Zy-
Das Trägermaterial ist ein monokristallinei Werk- linderdomänen längs des Kanals 14.
stoff mit einem JQ-Oxydansatz, wobei die J-Kompo- Ein weiterer Kanal 18 ist mit dem Kanal 14 ver-
nente wenigstens ein Element ist aus der Elementen- bunden und mit magnetischen Zylinderdomänen 20 gruppe: Cer, Praseodym, Neodym, Promethium, Sa- 50 angefüllt. Eine Quelle 22 dient zur Einführung zumarium, Europium, Gadolinium, Terbium, Dy- sätzlicher Zylinderdomänen 20 in den Kanal 18. In sprosium, Holmium, Erbium, Thulium, Ytterbium, Fig. 2 A ist das Kanalsystem im Gleichgewichts-Lutetium, Lanthan, Yttrium, Magnesium, Kalcium, zustand gezeigt, so daß die Zylinderdomänen nur den Strontium, Barium, Blei, Cadium, Lithium, Natrium Kanal 14 durchlaufen und nicht in einen Abzweig- und Kalium. Die Q-Komponente ist wenigstens ein 55 kanal 24 gelangen.
Element der folgenden Elementengruppe: Indium, Bei Anregung der Quelle 22 des Kanals 18, ge-
Galium, Skandium, Titan, Vanadium, Chrom, Man- maß Fig. 2B, d.h. Einführung einer weiteren Zygan, Rhodium, Zirkon, Hafnium, Molybdän, Wolf- linderdomäne 2OA, wird eine Zylinderdomäne 205 ram, Niob, Tantal und Aluminium. teilweise in den Kanal 14 hineingedrückt. Werden
Die Wertigkeit der J- und Q-Komponenten bilden 60 andererseits durch die Quelle 16 des Kanals 14 zuzusammen die Wertigkeit des Oxyd-Ansatzes. Bei- sätzliche Zylinderdomänen 15 eingebracht, so werspiele für Trägermaterialien sind YAlO3, CaTiO.,, den diese durch die Domäne 20 B in den Abzwei-Gd,Ga5O12 und Y3Al5O12. ' gungskanal 24 abgelenkt. Das System arbeitet dann
Der Film 12 aus dem Zylinderdomänenmaterial ist mit der Quelle 22 als Steuereinrichtung als monoebenfalls ein JQ-Oxydansatz, bei dem die J-Kompo- 65 stabile, logische Einrichtung. Solange, wie die Zynente wenigstens ein Element aus der folgenden EIe- linderdomäne 20B teilweise in den Kanal 14 hineinmentengruppe aufweist: Cer, Praseodym, Neodym, ragt, werden die Zylinderdomänen 15 D in den Ka-Promethium, Samarium, Europium, Gadolinium, nal 24 abgeleitet. Bei Abschalten der Quelle 22 zielit
sich die Domäne 2OB aus dem Bereich des Kanals
14 zurück, bzw. bewegen sich die Zylinderdomänen
15 wieder längs des Kanals 14.
Ein weiteres, in F i g. 3 dargestelltes Kanalsysteim arbeitet als Flip-Flop-Schaltung. In F i g. 3 führt eine Quelle 30 Zylinderdomänen 32 in einen Kanal 34 ein. Je mehr Zylinderdomänen propagiert werden, um so mehr neigen die sich im Kanal 34 bewegenden Domänen 32 dazu, sich entweder im Kanal 36 oder Kanal 38 fortzupflanzen. Die Bewegungssteuerung der Zylinderdomänen von dem Kanal 34 in den Kanal 36 oder den Kanal 38 wird durch die Abstoßkräfte der Zylinderdomänen in den Kanälen 40 und 42 bestimmt. Wenn von der Steuerquelle 43 eine ausreichende Anzahl Zylinderdomänen 44 in dem Kanal 42 propagiert wird, um eine Zylinderdomäne 44 A teilweise in die Kreuzungsstelle der fünf Kanäle einzuführen, stößt die Zylinderdomäne 44 A die im Kanal 34 befindlichen Zylinderdomänen 32 in den Kanal 36.
In ähnlicher Weise wird durch Abschalten der Steuerquelle 43 und Anregen der Steuerquelle 47 am Kanal 40 eine Zylinderdomäne 46 A teilweise in die Kreuzungsstelle der fünf Kanäle eingebracht, wodurch dann die in dem Kanal 34 vorhandenen Zylinderdomänen 32 in den Kanal 38 abgelenkt werden. Es können zahlreiche andere Kanalsysteme angeordnet werden, um weitere logische Steuerfunktionen nach dem beschriebenen Prinzip durchzuführen. Die Steuerung der logischen Einrichtungen kanu an Stelle durch Steuerkanäle auch durch schaltbare, harte, magnetische Materialien erfolgen.
Hierzu !"Blatt Zeichnungen

Claims (7)

Patentansprüche:
1. Verfahren zur Lenkung des Flusses von Zylinderdomänen in einem Zylinderdomänensystem, bei dem die Zylinderdomänen in einem Kanal aus Zylinderdomänenmaterial bewegungsfortpflanzend beeinflußt werden, dadurch gekennzeichnet, daß in den Kanal zur Bewegungsfortpflanzung der im Kanal vorhandenen Zylinderdomänen um eine Wegstrecke, die dem durch die Abstoßungskräfte bestimmten Gleichgewichtsabstand zwischen benachbarten Zylinderdomänen entspricht, eine neue Zylinderdomäne eingeführt wird.
2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß in den Kanal an eine]· Einmündungsstelle mit einem Abzweigkanal eine sich teilweise in die Einmündungsstelle Mneinerstreckende, neue Domäne seitlich eingeführt wird, um die im Kanal befindlichen Zylinderdomänen selektiv in den Abzweigkanal abzulenken.
3. Magnetisches Zylinderdomänensystein zur Durchführung des Verfahrens nach Anspruch 1, mit einem auf einem Trägermaterial angeordneten ersten Kanal aus magnetischem Zylinderdomänenmaterial, dadurch gekennzeichnet, daß auf dem Trägermaterial (10) ein zweiter Kanal (18) aus magnetischem Zylinderdomänenmaterial vorgesehen ist, der in den ersten Kanal (14) einmündet, um in den ersten Kanal (14) Zylinderdomänen (20) zur Beeinflussung der Bewegung der im ersten Kanal befindlichen Zylinderdomänen (15) einzuführen.
4. System nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß ein Abzweigkanal (24) in den ersten Kanal (14) an einer Kreuzungsstelle mit dem zweiten Kanal (18) einmündet und die Bewegung der Zylinderdomänen (15) vom ersten Kanal (14) zum Abzweigkanal (24) durch eine im zweiten Kanal (18) angeoidnete Zylinderdomäne (20) beeinflußt ist, die sich teilweise in den ersten Kanal hinein erstreckt.
5. System nach Anspruch 3 oder 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Kanäle durch Nuten gebildet sind, die sich vollständig durch einen auf dem Trägermaterial (10) angeordneten Film (12) aus magnetischem Material erstrecken.
6. System nach einem der Ansprüche 3 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß das Trägermaterial (10) eine JQ-Oxyd-Zusammensetzung hat, wobei der J-Bestandteil wenigstens eines der folgenden Elemente ist: Cer, Praseodym, Neodym, Promethium, Samarium, Europium, Gadolinium, Terbium, Dysprosium, Holmium, Erbium, Thulium, Ytterbium, Lutetium, Lanthan, Yttrium, Magnesium, Kalcium, Strontium, Barium, Blei, Cadium, Lithium, Natrium oder Kalium; während der Q-Bestandteil wenigstens eines der folgenden Elemente ist: Indium, Gallium, Skandium, Titan, Vanadium, Chrom, Mangan, Rhodium, Zirkon, Hafnium, Molybdän, Wolfram, Niob, Tantal oder Aluminium.
7. System nach einem der Ansprüche 3 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß das Zylinderdomänenmaterial eine JQ - Oxyd - Zusammensetzung ist, wobei der J-Bcstandteil wenigstens eines der folgenden Elemente aufweist Cer, Praseodym, Neodym, Promethium, Samarium, Europium, Gadolinium, Terbium, Dysprosium, Holmium, Erbium, Thulium, Ytterbium, Lutetium, Lanthan oder Yttrium; während der Q-Bestandteil gebildet ist aus: Eisen, Eisen und Aluminium, Eisen und Gallium, Eisen und Indium, Eisen und Skandium, Eisen und Titan, Eisen und Vanadium, Eisen und Chrom oder Eisen und Mangan.
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