DE2201813B2

DE2201813B2 -

Info

Publication number: DE2201813B2
Application number: DE2201813A
Authority: DE
Inventors: Claude Magagnosc De Grasse Battarel (Frankreich)
Original assignee: TECSI Techniques et Systemes Informatiques
Current assignee: TECSI Techniques et Systemes Informatiques
Priority date: 1971-01-14
Filing date: 1972-01-14
Publication date: 1980-09-18
Also published as: FR2123122B1; BE777651A; NL7200571A; FR2123122A1; DE2201813C3; JPS5516356B1; GB1342694A; US3739358A; IT946476B; DE2201813A1

Description

Die Erfindung betrifft Register mit Ausbreitung von magnetischen Bereichen aus dünnen magnetischen Schichten, die eine Achse leichter Magnetisierbarkeit und eine Achse schwerer Magnetisierbarkeit in zueinander senkrechten Richtungen aufweisen, die auf ein nicht-magnetisches Substrat aufgebracht sind und eine Zone verhältnismäßig großer Koerzitivkraft elektrisch isolieren, welche wenigstens eine Ausbreitungszone mit geringer Koerzitivkraft umgibt, und zwar mit rechteckiger Form, wobei die Ausbreitungszone mit geringer Koerzitivkraft von wenigstens einem Band gebildet ist, das in ein sich wiederholendes Muster unterteilt ist.

Es sind bereits Speicher mit Ausbreitung von magnetischen Bereichen bekannt, deren Basiselement

ein Schieberegister ist und bei (Jenen das Weiterschelten durch Tsktirapulse synchronisiert ist. Ein solches Register wird aus einer magnetischen Schicht gebildet, deren Dicke im allgemeinen weniger als 1 μπι beträgt und die eine Gesamtmagnetisierung von einer bestimmten Polarität erhalten hat Magnetische Bereiche mit entgegengesetzter Magnetisierung in bestimmten Oberflächenzonen stellen die Informationsbits dar. Am Registereingang wird in einem Startplatz ein Bereich gebildet, was raun als Aufbau bezeichnet Mit dem durch die Taktimpulse vorgegebenen Rhythmus schreitet der Bereich von Platz zu Platz fort, bis er den letzten Platz, den Leseplatz, erreicht Dort erzeugt das Auftreten eines Bereiches einen Induktionsstrom in einem Lesekreis.

In solchen Speichern bringen alle Operationen (Schreiben oder Aufbau, Ausbreitung, Lesen) sowie elektromagnetische Wechselwirkungen elektrische Ströme mit sieb, welche in flachen Leitern mit einer Dicke in der Größenordnung von 10^! μπι fließen.

Bekannterweise weisen zahlreiche magnetische Medien, insbesondere die dünnen Schichten nach geeigneter Behandlung eine Achse leichter Magnetisierbarkeit auf, wobei das Koerzitivfeld zur Umkehrung der Magnetisierung parallel oder antiparallel zu dieser Achse einige Oersted nicht überschreitet Die senkrecht zur Achse leichter Magnetisierbarkeit verlaufende Achse wird als Achse schwerer Magnetisierbarkeit bezeichnet

Es gibt zwei Ausführungsformen von Schieberegistern mit Ausbreitung von magnetischen Bereichen, deren Weiterschaltung synchronisiert ist Beim ersten Registertyp erfolgt die Ausbreitung der Information in Richtung der Achse leichter Magnetisierbarkeit Dafür werden Leiter in Form eines orthogonalen Doppelmä- η anders in der Ausbreitungsrichtung benötigt Es ist fast unmöglich, diese Register zusammenzufalten, und sehr schwierig, ohne Reduktion der Speicherdichte die Leiter zur Registerauswahl anzubringen. Beim zweiten Registertyp erfolgt die Ausbreitung längs der Achse schwerer Magnetisierbarkeit Solche Register können gefaltet werden, jedoch werden für die Ausbreitung schräge Felder und somit schräge Leiter bezüglich der Magnetisierungsrichtung benötigt Dadurch werden die Anbringung der Leiter und die Auswahl von kleinen Registern s«hr erschwert

Es ist ein als Schieberegister arbeitender magnetischer Aufbau aus dünnen Schichten bekannt, bei welchem die Bereiche in zick-zack-förmig abwechselnd auf beiden Seiten der Achse leichter Magnetisierbarkeit so schräg verlaufenden Kanälen fortschreiten. Diese Wegführung wird dadurch erreicht, daß ein Feld alternierend längs einer zick-zack-förmigen Bahn und somit schräg zur Achse leichter Magnetisierbarkeit geführt wird. Auf die Weise wird bewirkt, daß sich die Information längs der Achse schwerer Magnetisierbarkeit ausbreitet

Bestimmte bekannte Konstruktionen verwenden ein Ausbreitungsmedium der Bereiche in Form von isolierten, geschnittenen Bändern, die auf einem Substrat angeordnet sind. Das Vorhandensein entrna-gnetisierender Felder auf den Rändern erfordert dann verhältnismäßig große Abmessungen, wodurch es unmöglich wird, eine größtmögliche Bitdichte zu erhalten. ί~>

Die Schwierigkeiten beim Aufbau der bekannten Ausführungsformen verhindern ein Absenken des Herstellungspreises auf einen möglichst geringen Wert.

Die Senkung des Herstellungspreises spielt aber bei den industriellen Anwendungsmöglichkeiten solcher Anordnungen eins wesentliche Rolle,

Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, ein Register mit Ausbreitung von magnetischen Bereichen aus dünnen magnetischen Schichten längs der Achse schwerer Magnetisierbarkeit mit möglichst kleinflächiger Ausbreitungszone, erhöhter Speicherdichte, einfachem Aufbau und niedrigeren Herstellungskosten zu schaffen.

Diese Aufgabe wird dadurch gelöst daß das Band auf einem ersten Begrenzungsumriß mit der Zone großer Koerzitivkraft in der allgemein parallel zu der Achse schwerer Magnetisierbarkeit verlaufenden Richtung eine erste Folge von Girlanden in einer regelmäßigen Schrittweise in Form eines Sägezahns mit unsymmetrischen Flanken in bezug auf die Achse leichter Magnetisierbarkeit aufweist, daß eine erste Kante parallel zu der Achse leichter Magnetisierbarkeit verläuft welche einen spitzen Winkel mit einer zweiten schrägen Kante bildet daß ein zweier zu dem ersten Umriß in seiner Gesamtheit paraiie¹ verlaufender Begrenzungsumriß vorgesehen ist daß weiterhin eine zweite Folge von Girlanden vorhanden ist weiche in bezug auf die ersten Girlanden um einen Halbschritt versetz* sind, welche dieselbe Form aufweisen wie die ersten Girlanden, jedoch symmetrisch in bezug auf die Längsachse des Registers sind, die ihrerseits parallel zu der Achse schwerer Magnetisierbarkeit verläuft daß die Verlängerung einer ersten Kante einer Girlande der ersten Folge in die Mitte einer zweiten Kante einer Girlande der zweiten Folge fällt und daß jede geneigte Kante in einer Richtung orientiert ist, welche durch die Ausbreitung parallel zu der Achse schwerer Magnetisierbarkeit bestimmt ist

Die Zone der jeweiligen Weichenstellung für die Ausbreitung eines Bereiches ist bei dieser Lösung nach der Erfindung sehr gering und liegt z. B. in der Größenordnung von 20 χ 20 μιη², wobei keine Notwendigkeit besteht ein anderes lokales Magnetfeld anzuwenden als das an jeden Aufbau entlang oer Achse leichter Magnetisierbarkeit angelegte Ausbreitungsfeld. Aufgrund des gewählten Aufbaus wird außerdem die magnetische Stabilität erhöht, wodurch es möglich ist, trotz Verminderung der geometrischen Abmessungen die Speicherdichte zu erhöhen.

Die Erfindung wird im folgenden beispielsweise anhand der Zeichnung beschrieben; in dieser zeigt

F i g. 1 ein Diagramm, aus welchem die Wechselwirkungen zwischen dem Magnetfeld und der Magnetisierung ersichtlich sind.

F i g. 2 eine charakteristische Ausbildung eines Auv breitungskanals,

Fife. 3 mehrere Darstellungen, welche die Ausbreitung eines Bereiches im Ausbreitungskanal veranschaulichen,

F i g. 4 die Vergrößerung mehrerer Darstellungen der Fig. 3,

Fig.5 eine sdiertiatische Darstellung eines vollständigen Registers,

Fig.6 eine Darstellung einer Ausführung des Registers von F i g. 5,

Fig. 7 ein Diagramm, welches die zeitliche Veränderung der Ausbreitungssteuerströme darstellt, und

F i g. 8 eine andere Ausführiingsform des Registers der F i g. 5.

Im folgenden werden die Bedingungen der Bereichsausbreitung erläutert, die optimalen Werte der Parame-

(er genannt, und es wird angegeben, auf welche Weise diese Parameter erreicht werden können.

In der Technologie der dünnen Schichten werden folgende Parameter definiert:

K = Anisotropiekonstante
/V/, = Sättigungsmagnetisierung

Hk = ^. = Anisotropiefeld

H_c = Koerzitiv-Feld, welches den erforderlichen Schwellenwert aufweist, um eine Wandverschiebung eines Bereiches auszulösen.

Die Kurve 1 in Fig. 1 besteht aus vier identischen Segmenten mit den Achsen Ox in Richtung leichter MagnetisierbarKeit, HII, und Oy in dazu senkrechter Richtung, H₁. Diese Kurve wird alsAstroide bezeichnet und ist auf folgende Weise definiert: Ist £* die Energie einer Schicht mit einachsiger Anisotropie bei einem vorhandenen Magnetfeld der Stärke H, welches einen Winkel Φ mit der Achse leichter Magnetisierbarkeit bildet, und ist θ der Winkel der Magnetisierung mit dieser Gleichgewichtsachse, so wird die die Astroide festlegende Kurve durch den Ort der Endpunkte des Vektors Wnach der Bedingung festgelegt:

λ β = Λ² E

= 0.

Für ein beliebiges angelegtes Feld H ist die Magnetisierung M parallel zu einer der Tangenten an die vom Ende des Vektors H ausgehende kritische Kurve oder parallel zu der Tangente, falls es nur eine gibt.

Die wirkliche kritische Kurve weist nicht die Form der idealen Astroide t auf, sondern die bei 2 dargestellte, durch Sekundäreffekte (Dispersion, Wandverschiebung) bewirkte Form. Hk ist der Wert des Feldes in den Spitzen der Astroide, während H_c der Wert in den Schnittpunkten der wirklichen Kurve 2 mit der Achse leichter Magnetisierbarkeit ist.

Fig. 2 zeigt einen Abschnitt einer Zone der Bereichsausbreitung mit einer zentralen Zone 3 und einer äußeren Zone 4. In der zentralen Zone hat H_c einen verhältnismäßig kleinen Wert, Hi, ist größenordnungsmäßig etwa vier- bis sechsmal so stark. Die äußere Zone 4 weist ein Koerzitiv-Feld auf, das etwa doppelt so stark wie Hk ist. Es wird beispielsweise durch eine Austauschkopplung zwischen der einheitlich auf das Substrat aufgebrachten Schicht mit geringem Koerzitiv-Feld und einer lokal in den Bereichen 4 aufgebrachten Schicht mit sehr starkem Koerzitiv-Feld erreicht. Linien werden näherungsweise Zahlenwerte der verschiedenen Felder angegeben. Mit 5 ist die Richtung der Achse leichter Magnetisierbarkeit angegeben, mit 6 die Ausbreitungsrichtung, die gleichzeitig die Richtung der Achse schwerer Magnetisierbarkeit ist.

Die zentrale Zone 3 ist in der Figur nach oben durch mit regelmäßigem Abstand angeordnete Zähne wie 11, 13, 15, ... und nach unten durch Zähne 10, 12, 14 begrenzt Die Zähne 10, 12, 14 sind mit demselben Abstand voneinander gegenüber den Zähnen 11, 13, 15 um jeweils einen Halbschritt bzw. einen halben Platz versetzt angeordnet

Ein Zahn wie 11 wird durch eine Kante AiBi, die in e nem Winkel λ zur Richtung der Achse leichter Magnetisierbarkeit verläuft, und durch eine daran angrenzende Kante B1 A 3 gebildet deren Länge / L/ctrSgt üFlu ui€ parallel ΖϋΓ AchSc iciChicr rvlägfiCiiSierbarkeit verläuft Der Winkel « mit dem Scheitelpunkt B 1 ist gleich dem Winkel α mit dem Scheitelpunkt A 1.

Der Zahn 1.1 wird auf gleiche Weise durch den Umriß A 3 B 3 A 5 begrenzt usw.

Auf dem unteren Rand sind nacheinander der durch AO BO A 2 begrenzte Zahn 10 mit dem Winkel α bei BO, der durch A 2 32,4 4 begrenzte Zahn 12 usw. angeordnet, wobei die Winkel bei A 2 und 52 gleich « sind.

Der Winkel λ beträgt in F i g. 2 45°. Dieser Winkel ist nicht kritisch. Er kann vielmehr jeden beliebigen Wert annehmen, beispielsweise kann er zwischen 30° und 70° liegen. Die Punkte A 2, A 4 ... liegen gegenüber den entsprechenden Mitten der Kanten A 1 B1 bzw. A3B3. Desgleichen liegen die Punkte Ai, A3, ... gegenüber der Mitte der entsprechenden Kanten AO B0bi*.A2B2...

Die Punkte Ai, A3, A 5 ... sind auf einer ersten Geraden Q 1 angeordnet, welche parallel zu der Achse schwerer Magnetisierbarkeit verläuft, und die Punkte A 0. A 2, A 4, ... sind auf einer zweiten Geraden Q2 angeordnet, die parallel zu Q 1 verläuft. Der Abstand η zwischen den Geraden Q\ und Q 2 liegt in der Größenordnung von einem halben Zahn bis zu zwei Zähnen.

Anders als bei der bekannten Ausführungsform, bei der der Kanal mit geringer Koerzitivkraft als Führungsweg für einen fortschreitenden Bereich dient, weisen die geneigten Kanten bei der erfindungsgemäßen Ausführungsform eine Schrankenwirkung auf, welche auf einem im Wachsen begriffenen Bereich eine Kurve hervorruft, was schließlich zu einer Informationsausbreitung von links nach rechts, parallel zu der Achse schwerer Magnetisierbarkeit, führt (Fig.2). Dies wird im folgenden erläutert. Die Zähne 11, 13, 15,... bilden den oberen Arm der Ausbreitungszone, und die Zähne 10,12,14,... bilden den unteren Arm.

Es ist vorteilhaft, jeden Zahn mit einem seitlichen Auswuchs zu versehen, der einen unsymmetrischen Hut bildet und im folgenden als Platz bezeichnet wird. Ein solcher Auswuchs weist z.B. eine Seite BiCi als Verlängerung von A3 B 1 und eine dazu parallele Seite DiEi auf, wobei der Punkt E1 etwa auf zwei Drittel der Seite AiBi liegt. Die Seite Ci Di weist eine Länge g auf. Diese Plätze sind in Fig. 2 gestrichelt dargestellt. Ihr Abstand voneinander beträgt m.

Sie bewirken, daß die Bereiche eine definierte Lage erhalten, und erhöhen die magnetische Stabilität Dies führt zu der Möglichkeit die geometrischen Abmessungen zu verringern, was zu einer erhöhten Informationsdichte führt.

Beispielsweise betragen die geometrischen Abmessungen: #=!2 μπι, / = 80 μιη, m = T3 μιτι, ρ = g + τη = 35 μπι. Der einem Informationsbit zugeordnete Raum beträgt größenordnungsmäßig 35 χ 200 μπι² = 7000 μιη². Dies bedeutet praktisch, daß die Informationsdichte in einem aus erfindungsgemäßen Registern aufgebauten Speicher mindestens 10 000 Bit/cm² beträgt, wobei zwischen den Registern Abstände vorliegen.

F i g. 3 enthält fünf schematische Darstellungen a, b, c, d und e, welche die verschiedenen Phasen des Fortschreitens eines Bereiches, im Beispiel vom unteren Arm der Ausbreitungszone zum oberen Arm hin, darstellen.

In Fig.3a wächst ein zuvor aufgebauter Bereich 8, welcher einen Platz des unteren Arms der Zone mit geringem Koerzitiv-Feid, z. B. Platz 12, besetzt, bei 8' durch die Anwendung eines Magnetfeldes Ha entlang der Achse leichter Magnetisierbarkeit 5 nach oben. Auf

der schrägen Kante A3 E3, die die Zone geringer Koerzitivkraft von der Zone starker Koerzitivkraft trennt, liegt eine Diskontinuität mit dem Auftreten von Magnetpolen auf der Trennlinie vor. Für einen Wert des angelegten Feldes Ha, welcher die Spitze des Bereiches -, 8' in der Nähe der schrägen Kante ankommen läßt, erkennt man in Fig.4a in vergrößertem Maßstab, daß die Spi'^e dem Feld H unterliegt, welches aus dem angelegte/) Feld Ha und dem Störfeld h resultiert. Das Feld H verläuft schräg und hat die Tendenz, die Spitze κ» des Bereiches nach rechts zu neigen. Die aufwiese Weise erzielte Richtwirkung ist gering.

Bei einem höheren Wert des angelegten Feldes verlagern sich die Wände des oberen Bereichteils nach rechts und nach links, wobei sich die Spitze des |-, Bereiches entlang der oberen schrägen Kante bei 8" abzuflachen beginnt. Dies ist in Fig.3b dargestellt. In Fig.4b ist in vergrößertem Maßstab zu sehen, daß an der oberen Grenze des Bereiches eine Linie mit Polen erscheint, welche ein entmagnetisierendes Feld erzeu- jo gen. Auf den linken Rand des Bereiches ist das entmagnetisierende Feld Hi fast entgegengesetzt zum angelegten Feld. Auf der rechten Seite liegt hingegen bei einem entmagnetisierenden Feld Hi eine beträchtliche, nach rechts gerichtete Resultierende vor. Die j-, Felder aufgrund der Pole, welche durch die Abflachung der Spitze erzeugt werden, rufen eine Entmagnetisierungenergie hervor, die rechts schwächer als links ist. Demzufolge ergibt sich eine Koerzitivkraft, die rechts schwächer als links ist. in

Bei Mnem stärkeren angelegten Feld, das man als Übergangsfeld bezeichnet, breitet sich der Bereich nach rechts entlang der Grenze der Zone starker Koerzitivkraft aus (Fi g. 3c).

In dieser Situation zeigt Fig.4c in vergrößertem j-> Maßstab zwei Linien mit Polen derselben Polarität, die einander gegenüber liegen und deren Wirkungen sich überlagern. Der oben beschriebene Effekt wird somi; verstärkt, und es erfolgt ein Vordringen des Zahns 13 durch den Bereich. In der Zone Q von F i g. 3d ist die wesentliche Kurve der Wand mit einem entmagnetisierenden Feld verbunden, so daß ein stärkeres Ausbreitungsfeld erforderlich ist, damit sich der Bereich weiterhin ausdehnen kann.

Bei einem übermäßig starken Ausbreitungsfeld würde der Bereich die Spitze A 3 nach links überschreiten. Ein solches Feld bezeichnet man als Überschreitungsfeld. Der Wert des an die Struktur anzulegenden Ausbreitungsfeldes sollte somit zwischen dem des Übergangsfeldes und des Überschreitungsfeldes liegen. Zahlenwer- te dieser Feldstärken werden nachfolgend im Beispiel angegeben.

Der folgende Schritt besteht darin, den unteren Teil des Bereiches abzuschneiden, indem man durch geeignete Mittel im unteren Bereich ein Löschfeld anlegt, was nachfolgend beschrieben wird. Man erhält dann die Situation von Fig.3e: Der ursprünglich im Platz des unteren Zahns 12 angeordnete Bereich ist in den Platz des oberen Zahns 13 übergegangen, und zwar in der Ausbreitungsrichtung von links nach rechts entlang der Achse schwerer Magnetisierbarkeit In einer folgenden Stufe erhält man mit einem Durchgang vom oberen Arm zum unteren Arm usw. die weitere Ausbreitung.

Aus den Fig.3 und 4 ist zu ersehen, daß der erfmdungsgemäBe Aufbau eine Ausbreitung von Bereichen gewährleisten kann, welche exakt in einer Richtung verläuft Fig.5 zeigt ein vollständiges Register. Zur Vereinfachung der Figur ist ein Register mit drei Stellrn dargestellt, und zwar mit drei oberen Zähnen 11,13,15 und drei unteren Zähnen 10,12,14. Ein auf der linken Seite in der oberen Reihe angeordneter Platz 19 bildet einen Aufbau- oder einen Schreibplatz. Ein Platz 20, der rechts vom rechten letzten unteren Zahn 14 angeordnet ist, bildet einen Leseplatz. Die Plätze 19 und 20 sind vorzugsweise breiter als die Plätze 10... 15.

Um die verschiedenen auf die Bereiche einwirkenden Operationen auszuführen, ist die Ausbreitungszone mit einer bestimmten Anzahl von flachen Leitern ausgestattet.

Der Leiter A, der Ausbreitungsleiter, bedeckt die gesamte Zone. Er führt einen Strom i_A in einheitlicher Richtung in seinem gesamten Ausdehnungsbereich. Dieser Strom erzeugt das Ausbreitungsfeld Ha entlang der Achse leichter Magnetisierbarkeit. Wie unten beschrieben wird, ändert der Strom U alternierend die Polarität.

Der Leiter B, der Sperrleiter, weist die Form eines länglichen U auf, dessen einer Zweig die oberen Zähne 11 ... 15 und dessen anderer Zweig die unteren Zähne 10... 14 bedeckt. Sein Strom /'s verläuft beispielsweise im oberen Zweig von links nach rechts und im unteren Zweig von rechts nach links. Er ist ebenfalls ein Wechselstrom.

Der Leiter C, welcher entlang der Achse leichter Magnetisierbarkeit orientiert ist, bedeckt den Platz 19. Der durch ihn fließende Strom ic ist ein Schreibstrom, der durch Kombination mit dem angelegten Ausbreitungsfeld entlang der Achse leichter Magnetisierbarkeit einen Aufbau durch Magnetisierung entlang einer schrägen Achse erzeugt

Der Leiter D bedeckt das untere Ende des Platzes 20 und empfängt einen Lesespannungsimpuls, wenn dort ein Bereich erscheint.

Ein weiteres Mittel zum Lesen kann darin bestehen, daß ein magnetischer Quer- oder Längswiderstand in der magnetischen Schicht selbst oder in einer Schicht aus einer anderen magnetischen oder Halbleiter-Substanz verwendet wird, welche der unmittelbaren Nachbarschaft der Ausgangsarme des Registers auf der magnetischen Schicht zugeordnet ist.

Der Leiter A weist vorzugsweise eine Dicke in der Größenordnung von 6 μπι auf, die Leiter B, Cund D sind größenordnungsmäßig 3 μπι dick. Zur Isolation zwischen den Schichten kann beispielsweise ein handelsübliches Polyamid mit einer Schichtdicke von 6 μπι verwendet werden, welches z.B. bei 200°C während einer Dreiviertelstunde polymerisiert ist

Gemäß Fig.6 besteht eine weitere Schreibeinrichtung darin, daß der PIaU 19 durch Anfügen eines Anhanges 19' verlängert wird, welcher durch einen Leiter C'bedeckt ist

F i g. 7 zeigt drei graphische Darstellungen, welche die Polaritäten der verschiedenen oben definierten Ströme Ia, i& ic darstellen, und zwar während verschiedener Taktzeiten, die dazu dienen, die Arbeitsweise zeitlich zu steuern. Dargestellt sind vier Zeiten 11, i2, f3, f4. Während der Zeit f 1 geschieht folgendes: Ausgehend von einer Schicht, die in der Richtung der Achse leichter Magnetisierbarkeit magnetisiert ist, wird ein Informationsbereich im Eingangsplatz des Kanals schwacher Koerzitivkraft aufgebaut und z.var durch die Koinzidenz eines Ausbreitunesfeldes und eines Schreibfeldes. Der Leiter A empfängt einen Strom in einer ersten Richtung, welcher ein Feld mit einer Amplitude

zwischen der des Übergangsfeldc, und des Uberschreitungsfeldes erzeugt. Es bildet sich dann ein Bereich, der die Plätze 19 und 10 füllt.

Während der Zeit 12 wird in den Leiter A ein Strom U in umgekehrter bzw. der zweiten Richtung hineingeschickt, der sich in einer Auslöschung des Bereiches auswirkt. Jedoch wird ein Strom ig in den Leiter B mit einer Polarität hifieingeschickt, die dazu geeignet ist, der Auslöschunrj im unteren Arm der Zone entgegenzuwirken (Sperrstrom). Der sich ursprünglich bei 19 befindende Bereich befindet sich jetzt bei 10.

Während der Zeit /3 wird in den Leiter A ein Strom in der ersten Richtung hineingeschickt. Dies führt zu einer Verlängerung des Bereiches des Zahns 10 zum Zahn 11, denn der Strom u der ersten Richtung liefert stets ein Anwachsen des Bereiches.

Während der Zeit f4 geschieht nun folgendes: Der Strom U fließt in der zweiten Richtung (derselben wie während der Zeit (2). In den Leiter B wird ein Strom hineingeschickt, der umgekehrt zur Richtung des Stromes während ti fließt. Daraus ergibt sich die Auslöschung ausschließlich im unteren Arm der Zone. Der Bereich nimmt jetzt den Platz des Zahns 11 ein.

Dieselbe Operation wird gleichzeitig bei allen Bereichen vollzogen, die anfänglich in den oberen Zähnen der Zone angeordnet waren; sie werden um einen Schritt nach rechts verlagert. Dies ist die Arbeitsweise eines Schieberegisters.

Fig. 8 veranschaulicht eine weitere Ausführung des Schieberegisters der F i g. 5. Durch Verwendung des Sperrleiters selbst weist sie eine wirtschaftlichere Schreibeinrichtung auf.

Bezüglich Fig. 5 ist der Leiter ß in umgekehrter Richtung angeordnet, wobei die Verbindungstraverse zwischen den Schenkeln den Schreibplatz 19 bedeckt.

Für den Aufbau eines Bereichs bei 19 schickt man einen Strom /a in den Sperrleiter in Koinzidenz mit einem Ausbreitungsstrom ιΆ hinein. Der Strom in überlagert im Ausbreitungsfeld ein Feld in der Achse der leichten Magnetisierbarkeit auf den Zähnen des Kanals mit Ausnahme des Schreibplatzes 19, wo das angelegte Feld entlang der Achse schwerer Magnetisierbarkeit verläuft.

Die den linken Teil des Leiters B bildende Verbindungstraverse besitzt auf dem rechten Rand des Platzes 19 eine Anzapfung GH, so daß der Strom /Ή in die;er Zone die Richtung parallel zu der Achse leichter Magnetisierbarkeit erhält. Wenn L die Breite des Leiters B ist, so nimmt man vorzugsweise für H] einen Wert der Größenordnung von L/2.

In den F i g. 5 und 8 ist jeweils nur eine Schreibstation und eine Lesestation dargestellt. Es lassen sich jedoch im Rahmen der Erfindung auch Vielfachlese- und Vielfachschreibstationen vorsehen, wobei man ähnliche Anordnungen verwendet, wie sie oben beschrieben sind.

Im folgenden wird auf die elektrischen und magnetischen Parameter eingegangen. Die angegebenen Zahlenwerte dienen jedoch lediglich als Beispiele. Die magnetische Schicht, deren Herstellung im folgenden beschrieben v'rd, besitzt eine geringe Koerzitivkraft: ihre einzelnen Parameter weisen größenordnungsmäßig folgende Werte auf: H_c etwa 4 Oersted, Hk etwa 20 Oersted.

Die Schicht mit einer großen Koerzitivkraft weist im wesentlichen ein Koerzitiv-Feld auf, welches einen Wert von größenordnungsmäßig 400 Oersted erreichen kann.

Zur Kopplung zwischen den beiden Schichten erhöht man die Koerzitivkraft H₁- von etwa 4 Oersted der weichen Schicht, welche dann W₁ = 40 Oersted erreichen kann.

Unter diesen Bedingungen und bei den oben beschriebenen geometrischen Abmessungen des Ausbreitungskanals (Platzbreite etwa 12μΓη, maximale Zahnhöhe 80 μηι, Schrittweite der Zähne 39 μπι) besitzt das Übergangsfeld einen Wert von etwa 5 Oersted und das Überschreitungsfeld einen Wert von etwa 8 Oersted.

Die Steuerimpulse können beispielsweise in der Größenordnung von 0,1 A für den Sperrstrom und 0,5 A für den Ausbreitungsstrom betragen.

Man kann die Schichten auf folgende Weise herstellen: Die Schicht geringer Koerzitivkraft wird aus einer ternären Legierung von FeNiCo gebildet. Der günstigste Co-Gehalt liegt zwischen etwa 20 und 25%. Eine typische Zusammensetzung ist z. B. die folgende: 62% Ni, 15.5% Fe, 22,5% Co. Bei einer derartigen Legierung sind die Werte von H₁- und Hk von der Schichtdicke unabhängig, und zwar im Dickenbereich zwischen etwa 850 und 1100 A.

Diese Schicht wird beispielsweise durch Verdampfung im Vakuum auf ein Glassubstrat aufgebracht. Man erhält auf diese Weise eine polykristalline Schicht, die sehr geringe Koeffizienten der Kristallanisotropie und der Restmagnetostriktion aufweist.

Die Ablagerung erfolgt in Gegenwart eines konstanten Magnetfeldes, welches eine magnetische Ausrichtung (Achse leichter Magnetisierbarkeit) in einer bevorzugten Richtung bewirkt.

Die Schicht mit hoher Koerzitivkraft l.ann man auf verschiedene Weise erzeugen:

Verbreitete Methoden für Speicher dieses Typs machen Gebrauch von der Anhebung des Koerzitiv-Feldes durch vorherige Ablagerung einer Aluminiumschicht, wo Bestände von freiem Glas die Zone von geringem Koerzitiv-Feld bilden, z. B. durch Austauschkopplung zwischen der Schicht mit geringem Koerzitiv-Feld und einer Schicht mit sehr starker Koerzitivkraft (CoP) von über 1000 Ä, wo der Bestand der Zone ebenfalls durch polymerisierbares Harz unter Lichteinwirkung oder durch selektive metallische Ablagerung gebildet ist.

Im Fall der Erfindung werden die besten Resultate mit einer Schicht von CoP von 600 A erreicht, welche mit einer Schicht von CoNiFe von 1000 A gekoppelt ist.

Hierzu 5 Blatt Zeidiiuinücii

Claims

Patentansprüche:

1. Register mit Ausbreitung von magnetischen Bereichen aus dünnen magnetischen Schichten, die s eine Achse leichter Magnetisierbarkeit und eine Achse schwerer Magnetisierbarkeit in zueinander senkrechten Richtungen aufweisen, die auf ein nicht-magnetisches Substrat aufgebracht sind und eine Zone verhältnismäßig großer Koerzitivkraft elektrisch isolieren, welche wenigstens eine Ausbreitungszone mit geringer Koerzitivkraft umgibt, und zwar mit rechteckiger Form, wobei die Ausbreitungszone mit geringer Koerzitivkraft von wenigstens einem Band gebildet ist, das in ein sich wiederholendes Muster unterteilt ist, dadurch gekennzeichnet, daß das Band auf einem ersten Begrenzungsumriß mit der Zone großer Koerzitivkraft in der allgemein parallel zu der Achse schwerer Magnetisierbarkeit (6) verlaufenden Riehtung eine eiste Folge von Girlanden in einer regelmäßigen Schrittweise (p) in Form eines Sägezahns mit unsymmetrischen Flanken (11,13,15) in bezug auf die Achse leichter Magnetisierbarkeit (5) aufweist, daß eine erste Kante parallel zu der Achse leichter Magnetisierbarkeit (5) verläuft, welche einen spitzen Winkel (is) mit einer zweiten schrägen Kante bildet, daß ein zweiter zu dem ersten Umriß in seiner Gesamtheit parallel verlaufender Begrenzungsumriß vorgesehen ist, daß weiterhin eine zweite Folge von Girlanden (10, 12, 14) vorhanden ist, welche in bezug auf die ersten Girlanden um einen Halb* liritt versetzt sind, welche dieselbe Form aufweisen, wie die ersten Girlanden, jedoch symmetrisch αϊ bezug auf die Längsachse des Registers sind, die ihrerseits parallel zu der Achse schwerer Magnetisierbarkeit (6) verläuft, daß die Verlängerung einer ersten Kante einer Girlande der ersten Folge in die Mitte einer zweiten Kante einer Girlande der zweiten Folge fällt und daß jede geneigte Kante in einer Richtung orientiert ist, welche durch die Ausbreitung parallel zu der Achse schwerer Magnetisierbarkeit (6) bestimmt ist.

2. Register nach Anspruch 1, dadurch gekenn- 4s zeichnet, daß die spitzen Winkel zwischen etwa 30° und etwa 70° liegen.

3. Register nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Scheitel benachbarter Winkel der Längsachse des ersten Umrisses und die Scheitel der w homologen Winkel des zweiten Umrisses jeweils auf zwei parallele Geraden (Qi, Q2) ausgerichtet sind, welche einen Abstand in der Größenordnung von der halben bis zu der zweifachen Höhe (1) eines Zahnes besitzen, wobei zwischen denselben ein « kontinuierliches Band einer Substanz mit geringer Koerzitivkraft vorhanden ist.

4. Register nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß jeder Zahn eine Verlängerung aufweist, die einen ersten Rand besitzt, der auf die erste parallel zu der Achse leichter Maf netisierbarkeit (5) verlaufende Kante ausgerichtet ist, weiterhin einen zweiten Rand aufweist, der parallel zu der Achse schwerer Magnetisierbarkeit (6) ausgerichtet ist un<l eine Länge in der Größenordnung eines (^ Drittels eines Schrittes besitzt und einen dritten Rand hai, der parallel zu dem ersten Rand verläuft und der die schräge Kante schneHet.

5. Register nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Breite (g) der Plätze in der Größenordnung von 12 Mikron liegt, daß die parallel zu der Achse leichter Magnetisierbarkeit verlaufende Seite eines Zahnes eine Länge Q) in der Größenordnung von 80 Mikron aufweist und daß der Abstand zwischen zwei benachbarten Plätzen eine Ausdehnung (m) in der Größenordnung von 23 Mikron aufweist

6. Register nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Zone geringer Koerzitivkraft aus einer ternären Legierung von Fe Ni Co gebildet ist, die eine Zusammensetzung im Bereich von 62% Ni, 15,5% Fe, 22^% Co aufweist, wobei der Anteil jedes Bestandteils in einem Bereich von etwa ±10% schwanken kann.

7. Register nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Schicht mit geringer Koerzitivkraft eine Stärke zwischen etwa 850 und 1100 A aufweist

8. Register nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet daß die kontinuierliche Schicht geringer Koerzitivkraft von einer diskontinuierlichen Zone hoher Koerzitivkraft aus Kobalt-Phosphor von 500 bis 800 A Stärke überdeckt ist

9. Register nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet daß die Einrichtung zum Weiterschalten der Bereiche ejnen ersten Leiter (A) aufweist, welcher die Ausbreitungszone bedeckt dessen geometrische Achse parallel zu der Achse schwerer Magnetisierbarkeit (6) verläuft und daß ein zweiter flacher Leiter fS^ vorgesehen ist der von dem ersten Leiter (A) isoliert ist und welcher dieselbe Längsachse besitzt, wobei er in sich selbst in Form eines U zurückgefaltet ist, das einen axialen Spalt aufweist der die Längsachse der Zone der Ausbreitung (HA) einrahmt

10. Register nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet daß ein dritter Leiter (C) vorgesehen ist der entlang der Achse leichter Magnetisierbarkeit ausgerichtet ist und einen Schreibplatz (19) überdeckt der am Kopf des Registers angeordnet ist

11. Register nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet daß der zweite Leiter (B) in Form eines U derart angeordnet ist, daß der Verbindungszweig den Schreibplatz (19) überdeckt und einen Spalt derart aufweist, daß der Strom (iB), welcher den Leiter durchfließt, parallel zu der Aclise leichter Magnetisierbarkeit oberhalb des Schreibplatzes (19) fließt.