DE2237369C3

DE2237369C3 - Magnetische Anordnung mit Domänen

Info

Publication number: DE2237369C3
Application number: DE2237369A
Authority: DE
Inventors: Jan Willem Frederik Dorleijn; Willem Frederik Druyvesteyn; Frederik Ate De Jonge
Original assignee: Philips Gloeilampenfabrieken NV
Current assignee: Koninklijke Philips NV
Priority date: 1971-08-03
Filing date: 1972-07-29
Publication date: 1980-07-03
Also published as: FR2148212A1; USRE32545E; JPS4826038A; JPS5232816B2; FR2148212B1; BE787064A; DE2237369A1; NL7110674A; GB1373298A; CA958806A; DE2237369B2; SE388065B

Description

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9. Magnetische Anordnung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß mehrere erste und/oder zweite Platten aus magnetischem Material, in dem sich Domänen befinden können, vorhanden sind.

10. Magnetische Anordnung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß eine zweite Platte dicker ist als eine erste Platte.

11. Magnetische "Anordnung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der Abstand zwischen einer ersten und einer zweiten Platte gleich 0 ist

Die Erfindung betrifft eine magnetische Anordnung mit einer ersten Platte aus magnetischem Material, in dem sich zumindest eine Domäne befinden kann. Die genannte Platte hat eine bevorzugte Richtung für die Magnetisierung, die quer auf der Fläche der Platte steht Die seltenen Erd- und Yttrium-Orthoferrite sind Beispiele von zu diesem Zweck geeigneten Materialien. Eine Domäne ist ein Bereich in der Platte, die bei einem quer zur Platte angelegten Feld eine entgegengesetzt zur Richtung des angelegten Feldes verlaufende Magnetisierung aufweist. Eine solche Domäne kann bekannterweise verschiedene Formen haben; sie kann z. B. kreis- oder ringförmig oder streifenförmig sein, usw.

Es sind verschiedene Vorschläge zur Verwendung derartiger Domänen gemacht worden. Hierzu muß eine Domäne irgendwie beeinflußt werden können. Es muß beispielsweise ein variables Feld oder ein Drehfeld vorhanden sein, damit eine Domäne entlang einem eigens dazu gebildeten Streifen aus magnetisierbarem Material verschoben werden kann.

Aufgabe der Erfindung ist es, eine brauchbare und an sich einfache Erweiterung der Möglichkeiten anzugeben, eine Domäne von außen her zu beeinflussen, insbesondere zu verschieben.

Diese Aufgabe wird bei der eingangs genannten magnetischen Anordnung erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß eine zweite Platte aus magnetischem Material, in dem sich eine Domäne befinden kann, vorhanden ist, welche zumindest in der Projection wenigstens einen Teil der ersten Platte abdeckt, und wobei zwischen zumindest einer Domäne in der ersten und einer Domäne in der zweiten Platte eine Wechselwirkung auftritt. Dies bedeutet, daß sich nach der Erfindung Domänen in, wie hier mit Nachdruck hervorgehoben wird, verschiedenen Platten aus magnetischem Material gegenseitig beeinflussen.

Im allgemeinen sind die Platten parallel in bezug aufeinander angeordnet, damit die Wechselwirkung zwischen einer Domäne in einer ersten Platte und einer gerade unter oder über dieser vorhandenen Domäne in einer zweiten Platte von der Position der Domäne in den Platten unabhängig ist.

In den Beispielen wird im weiteren stets eine parallele Plattenanordnung dargestellt, obwohl sich die Erfindung nicht darauf beschränkt.

Dieser Grundsatz der Beeinflussung hat einen weiten Anwendungsbereich. Namentlich bei magnetischen Anordnungen, in denen die Domänen verschoben Werden müssen, läßt sich diese Beeinflussung ausgezeichnet verwenden.

Eine solche magnetische Anordnung, bei der zum Verschieben von Domänen entsprechend einer bestimmten Bahn in der ersten Platte eine Domänenleitstruktur vorhanden ist, ist daher nach der Erfindung dadurch gekennzeichnet, daß die zweite Platte mit Hilfe der in ihr vorhandenen Domänen stabile Positionen für Domänen in der ersten Platte liefert Es sei hervorgehoben, daß es an sich bekannt ist, ein Organ in Form einer zweiten, nicht magnetischen Platte zu verwenden um stabile Positionen für Domänen in der ersten Platte zu erzielen. Dabei enthält jedoch die zweite Platte keine Domänen, sondern gesonderte, in den öffnungen der Platte vorgesehene Magnete. Es dürfte einleuchten, daß gerade die Anwendung von Domänen in der zweiten und mithin magnetischen Platte Vorteile bietet Die Domänen können darin auf. einfache Weise erzeugt werden, und es brauchen grundsätzlich keine Bearbeitungen mit oder an der Platte durchgeführt zu werden. Die Domänen ordnen sich nämlich in Abhängigkeit von der Menge der Domänen und u. a. der Dicke der Platte entsprechend einem bestimmten Muster in der genannten zweiten Platte, so daß ein stabiles Muster vor. Domänen entsteht, das die genannten stabilen Domänenpositionen in der ersten Platte ergibt

Eine weitere Möglichkeit zur Anwendung des Erfindungsgedankens bei der Verschiebung von Domänen besteht in einer magnetischen Anordnung, die dadurch gekennzeichnet ist daß zum Verschieben von Domänen entsprechend einer bestimmten Bahn in der zweiten Platte eine Domänenleitstruktur vorhanden ist wobei diese verschiebbare Domänen in der zweiten Platte verschiebbare stabile Domänenpositionen in der ersten Platte definieren.

Eine solche magnetische Anordnung ermöglicht eine zweckmäßige und einfache Art der Domänenverschiebung. Die erste Platte oder die ersten Platten — es kann sich um mehr als eine handeln — können Information enthalten, die stillstehen und verschoben werden kann, ohne daß eine Domänenleitstruktur und beispielsweise rotierende oder variierende Felder erforderlich sind. Dies wird durch die Anwesenheit der genannten zweiten Platte erreicht, in der die genannte Domänenleitstruktur vorhanden ist, und wobei die entsprechend der Bahn jener Struktur angeordneten Domänen in der ersten Platte (den ersten Platten) stabile Domänenpositionen definieren. Werden die Domänen in der zweiten Platte verschoben, so werden die entsprechenden Domänen in der ersten Platte (den ersten Platten) mitgenommen. Da die zweite Platte vollständig mit Domänen angefüllt ist läßt τ-ich die Verschiebung dieser Domänen besonders einfach durchführen, ohne daß dazu eine Lei'struktur mit einer besonderen Form und besondere Felder erforderlich sind. So ist eine weitere Ausbildung der Erfindung dadurch gekennzeichnet daß die zweite Platte vollständig mit Domänen entlang einer Leitstruktur angefüllt ist wobei Domänen mit Mitteln, die eine »Saug-Preß«-Kraft auf die Domänen ausüben, in der zweiten Platte verschoben werden, und wobei die Verschiebung von Domänen in der ersten !'latte durch die Verschiebung der Domänen in der zweiten Platte bestimmt ist. Die Dömänenleitstruktur kann beispielsweise aus einem durchgehenden Streifen aus magnetisierbarem Material bestehen, an dem entlang sich die Domänen, die nur an einer oder einigen Stellen an der Platte einer »Saug-Pre(5«-Kraft ausgesetzt sind, die beispielsweise von au()en durch Stromimpulse in Drahtschleifen erzeugt w'rd, und ferner durch ihre abstoßende Wirkung untereinander, dort bewegen.

Im Anschluß an vorstehendes ist noch eine Kombination möglich, wobei sowohl zum Verschieben von Domänen entsprechend bestimmten Bahnen in der ersten Platte als auch zum Verschieben von Domänen entsprechend einer bestimmten Bahn in der zweiten Platte Domänenleitstrukturen vorhanden sind, wobei eine Verschiebung einer Domäne in der zweiten Platte eine von ihr gesteuerte Verschiebung von Domänen entsprechend einer der Bahnen in der ersten Platte hervorruft

Insbesondere mit der letzten Anordnung wird eine für viele Zwecke geeignete magnetische Anordnung erreicht Die entlang bestimmten Wegen in der ersten Platte verschiebbaren Domänen können durch die gleichfalls entlang bestimmten Wegen verschiebbaren Domänen in der zweiten Platte gesteuert werden. Hiermit ist es möglich, logische Funktionen zu verwirklichen, wie im weiteren in den Beispielen noch erläutert wird.

Die Größe der Domänen in der genannten ersten und zweiten Platte wird u. a. auch dur^ das Ausmaß bestimmt in dem eine Domäne in der erste;. Platte eine Domäne in der zweiten Platte beeinflußt und umgekehrt Diese Beeinflussung hängt vom Abstand zwischen den beiden Platten an der Stelle der betreffenden Domäne ab. Dieser Abstand kann sich grundsätzlich von 0 bis unendlich ändern, wobei die Beeinflussung jeweils maximal oder 0 ist Diese Tatsache kann ausgenutzt werden. Dazu ist eine weitere Ausbildung der magnetischen Anordnung nach der Erfindung dadurch gekennzeichnet, daß die erste und zweite Platte in bezug aufeinander bewegbar sind, so daß die Größe der Domänen in den Platten veränderbar ist Eine derartige Größenänderung kann beispielsweise dazu benutzt werden, Absände bzw. darin auftretende Änderungen wie mechanische Schwingungen durch Feststellung der Größenänderung zu messen. Die Anwendbarkeit ist jedoch noch größer. Die bei der genannten Bewegung zwischen beiden Platten auftretenden Feldänderungen können nämlich für Domänenverschiebungen sorgen. Eine magnetische Anordnung nach uer Erfindung, bei der an zumindest einer der Platten eine Struktur für Domänenleitung angebracht ist, ist daher dadurch gekennzeichnet, daß die erste und zweite Platte in bezug aufeinander bewegbar sind, wobei infolge einer Domänengrößenänderung eine Domäne in Richtung einer solchen Leitstruktur verschiebbar ist.

Es sei mit Nachdruck darauf hingewiesen, daß nicht immer von einer Wechselwirkung zwischen einer Domäne in der ersten Platte und einer Domäne in der zweiten Platte die Rede zu sein braucht, sondern daß es ebenfalls möglich ist, άάΰ eine Wechselwirkung zwis":he.i n.ehr als einer Domäne in der ersten und einer Domäne in der zweiten Platte auftritt, usw. Ein besonderes Beispiel oafür ist eine Anordnung, bei der die zweite Platte eine Streifendomäne enthält mit der in der ersten Platte an der Stelle der Projektion der Enden der genannten Streifendomäne stabile Domänenpositionen definiert sind.

Die erfindungsgemäßen Ausführungsformen beschränken sich nicht auf Anordnungen mit nur einer einzigen ersten und zweiten Platte, sondern es können auch mehrere erste und/oder zweitee Platten aus magnetischem Materia¹, in dem sich Domänen befinden können, vorhanden sein. Ferner wird darauf hingewiesen, daß Unterschiede in der Dicke zwischen den Platten auftreten können. Vorzugsweise ist dabei eine

zweite Platte dicker als eine erste Platte. Dies rührt daher, daß der von einer solchen zweiten Platte ausgehende stabilisierende Einfluß in dem Fall größer ist, und daß beispielsweise eine Anzahl von ersten Platten dadurch bedient werden kann. Dasselbe gilt hinsichtlich des Abstandes zwischen einer ersten und einer zweiten Platte, In bestimmten Fällen wird der Abstand gleich 0 sein.

Die Erfindung wird nunmehr anhand einiger in der Zeichnung dargestellter Ausführungsbeispiele näher erläutert. Es zeigt

F i g. 1 eine Darstellung einer Domäne in einer ersten Und einer zweiten magnetischen Platte,

Fig. 2 einen Schnitt durch die Darstellung nach Fig. 1.

Fig.3a bis 3e eine Anzahl anderer möglicher Domänenformen in einer oder mehreren ersten Platten und einer zweiten Platte,

Fig.4a und 4b Fälle mit mehreren Domänen in zwei bzw. mehr als zwei Platten,

F i jj. 5a und 5b eine magnetische Anordnung nach der Erfindung, bei der eine Domänenleilstruktur für Domänen in der ersten Platte vorhanden ist,

Fig.6a, 6b, 6c und 6d eine magnetische Anordnung nach der Erfindung, bei der eine Domänenleitstruktur für Domänen in der zweiten Platte vorhanden ist,

Fig. 7 und 8 magnetische Anordnungen nach der Erfindung mit einer Domänenleitstruktur für eine erste sowie für eine zweite Platte,

Fig.9 und 10 in Einzelheiten dargestellte Formen von beim Beispiel nach Fig.8 zu verwendenden Domänenleitstrukturen,

Fig. 11 ein Beispiel einer steuerbaren Verschiebung von Domänen,

Fig. 12 ein Beispiel einer ersten und zweiten Platte, die in bezug aufeinander bewegbar sind, und

Fig. 13 ein Beispiel von in bezug aufeinander bewegbaren Platten, wobei für zumindest eine der Platten eine Domänenleitstruktur vorhanden ist.

In Fig. 1 bezeichnet 1 eine erste Platte und 2 eine zweite Platte aus magnetischem Material. In der Platte 1 befindet sich eine Domäne 3 und in der Platte 2 eine Domäne 4. Die Platten haben eine bevorzugte Magnetisierungsrichtung senkrecht zur Plattenoberfläche. Ein magnetisches Feld H verläuft von oben nach unten quer zu den Platten. Die Domänen 3 und 4 können beispielsweise mit Hilfe einer stromführenden Schleife erzeugt werden. Das Streufeld der Domänen ist mit den Kraftlinien 5 angegeben. Die Streufelder der Domänen 3 und 4 stehen in Wechselbeziehung zueinander; die dabei auftretende Wechselwirkungskraft ist größer, je kleiner der Abstand zwischen den Platten 1 und 2 ist Es sei bemerkt, daß die Größe einer Domäne in einer . Platte namentlich von der Dicke der Platte und der Menge der in jener Platte befindlichen Domänen abhängt. Selbstverständlich beeinflußt die genannte Wechselwirkungskraft bei Anordnungen nach der Erfindung auch diese Größe der Domänen 3 und 4 in den Platten 1 bzw. 2.

In F i g. 2 ist ein Schnitt durch die Anordnung nach F i g. 1 dargestellt Daraus geht hervor, daß die Domänen 3 und 4 die Pole N-Z haben, so daß eindeutig eine gegenseitige Beeinflussung und eine Anziehung zwischen beiden Domänen auftritt Hat die Domäne 4 eine gut definierte Position innerhalb der Platte 2 inne, -so wird diese Domäne 4 im Faiie der genannten Anziehungskraft in der Platte 1 eine stabile Domänenposition an der Stelle der Domäne 3 schaffen.

In den Fig.3a bis 3f ist eine Anzahl verschiedener möglicher Domänenformen in den Platten 1 und 2 dargestellt Die Wechselwirkung tritt zwischen Domänen, die alle für Domänen möglichen Formen haben können, auf. In allen hier dargestellten Fällen besteht eine Anziehungskraft zwischen einander gegenüberliegenden Domänen. In Fi g. 3a befindet sich in der Platte

1 und in der Platte 2 eine ringförmige oder hohle Domäne 6 bzw. 7, die hier teilweise im Schnitt

ίο dargestellt sind. Die Wechselwirkung tritt ebenfalls zwischen verschiedenen Arten von Domänen in den beiden Platten auf. In Fig.3b befindet sich als Beispiel eine ringförmige Domäne 6 in der Platte 1 und eine zylindcrförmige Domäne 4 (vergleiche Fig.!) in der Platte Z Gemäß F i g. 3c befindet sich in der Platte 1 eine ringfömrige Domäne 6 mit einer darin befindlichen zylinderförmigen Domäne 3, während sich in der Platte

2 wieder eine Domäne 4 befindet In Fig.3d ist noch einm.il gesondert dargestellt, daß die Platten 1 und 2 in einem Abstand voneinander liegen können, der gleich Null (ί/=Ό) sein kann. Die Wechselwirkung wird dann groß sein. In F i g. 3e sind nicht eine, sondern zwei erste Platten 1 und Γ vorhanden. Hier ist die zweite Platte 2 zwischen 1 und Γ angebracht Es sind Domänen 3 und 4 dargestellt wobei namentlich die Domäne 4 eine Beeinflussung sowohl der Domäne 3 in der Platte 1 als auch der Domäne 3 in der Platte Γ ergibt, und darin mithin labile Domänenpositionen an der Stelle der Domänen 3 schafft

Es sei hier hervorgeschoben, daß dann, wenn im allgemeinen von Domänen die Rede ist, alle Domänenformen inbegriffen sind, also mit zylinderförmigem, ringförmigem Schnitt, usw.
In F i g. 3f ist noch ein Beispiel einer streifenförmigen Domäne 8 in einer Platte 2 dargestellt. Dies ergibt in einer Platte 1 nicht nur eine stabile Domänenposition, sondern zwei, nämlich in dieser Anordnung an der Stelle, wo sich die Domänen 3 und 3' befinden. Durch die auftretende Wechselwirkung hat sich die streifenförmige Domäne 8 an ihren Enden etwas erweitert

Eine in F i g. 3f dargestellte Anordnung ist beachtenswert, weil die Länge der Streifendomäne 8 mit dem Feld quer auf den Platten geändert werden kann, wodurch gleichzeitig der Abstand zwischen den Domänen 3 und

•»5 3' geändert wird. Dieser Abstand kann nun viele Male kleiner werden als bei Abwesenheit der Platte 2, da sich nämlich die Domänen 3 und 3' in der gleichen Platte abstoßen. Ein Vorteil dieser Anordnung ist außerdem, daß die Abstandsänderung durch eine besonders geringe Feldänderung erfolgt weil sich gezeigt hat daß die Länge des Streifens für eine Feldänderun^ sehr empfänglich ist

In den Fig.4a und 4b sind Beispiele mehrerer Domänen in einer Anzahl von Platten 1 und 2 dargestellt Außerdem weichen hier die Dicken der Platten voneinander ab. Namentlich die Platte 2 ist dicker als die Platte 1 bzw. 1', 1", I'" und 1"" (F i g. 4b). Dies kann praktisch vorteilhaft sein, weil die Wechselwirkung dabei leicht so groß sein kann, daß in der ersten Platte 1 nur an jenen Stellen Domänen bestehen können, an denen in der Projektion gesehen Domänen in der zweiten Platte 2 vorhanden sind. Auf diese Weise ist ausgeschlossen, daß sich noch an anderen Stellen in der Platte 1 Domänen befinden. In F i g. 4a hat die Platte l dort Domänen 10, wo in der Platte 2 Domänen 20 sind. Ferner sind noch Domänen 21 in der Platte 2, über denen keine Domänen in der Platte 1 sind. Dies kann durch das Informationsmuster bestimmt sein, das sich in

der Platte i befindet. Fig.4a zeigt ebenfalls, daß die Größe der Domänen 20 und 21 in der Platte 2 verschieden ist. Dies hängt davon ab, ob ihnen gegebenenfalls eine Domäne 10 in der Platte 1 gegenüberliegt, wobei mithin eine Wechselwirkung auftritt, in Fig»4b ist dies ebenfalls sichtbar. In der Platte 2, die dicker als die Platten I₁1', i", 1'" und 1"" ist und <*ie dazwischen liegt, sind die Domänenabmessungen der Domänen 20, 21 und 22 ebenfalls von der Anwesenheit von Domänen 10 in den jeweiligen Platten I, Γ, 1", V" und 1"" abhängig. Fig.4b ieigt. daß eine Anzahl dünnerer Platten 1 durch eine solche zweite Platte 2 »bedient« werden kann, hier insbesondere durch eine dicke Platte 2. Es können also stabile Domänenpositionen in mehreren ersten Platten 1, (V, i", V" und 1"") durch eine zweite Platte 2 geliefert werden.

Diese genannten und andere denkbare Anordnungs-

ⁿ5g!ichke:tef5 lassen sich in mag·""*··-"""" Anr-.rr!r.::n.

Anordnungen nach der Erfindung, bei denen eine Domänenverschiebung erforderlich ist, ausgezeichnet anwenden.

Es ist eine Anzahl von Domänenverschiebungsmitteln bekannt, wie beispielsweise Domänenleitstrukturen in Form von Mustern von Drahtschleifen, durch die ein Impulsstrom geführt wird, der die Domänen von Schleife zu Schleife mitnimmt, oder Strukturen aus magnetisierbarem Material in verschiedene Formen (beispielsweise T- oder Y-Balken), bei denen ein in der Fläche einer genannten Platte aus magnetischem Material rotierendes Magnetfeld für den Transport der Do'.-iänen sorgt, oder Strukturen, wie eine sogenannte »Angelfisch«-Struktur, wobei ein sich in der Größe änderndes Magnetfeld quer auf der Platte für den Transport der Domänen in Richtung der Struktur sorgt. In bestimmten Fällen genügen bereits Streifen bandförmigen weichmagnetischen Material, an denen entlang die Domänen beispielsweise mit Hilfe eines äußeren Feldes, das verschoben wird, mitgenommen werden. In den folgenden Beispielen werden die genannten Mittel benutzt, ohne daß näher darauf eingegangen wird, insofern dies zum Verständnis der vorliegenden Erfindung nicht notwendig ist. Domänenleitstrukturen sind in den Beispielen mit gestrichelten Linien angegeben und können jede bekannte Form aufweisen.

In den Fig.5a und 5b, von denen Fig.5b einen Schnitt nach der Linie A-A der Fig.5a zeigt, ist eine Anordnung dargestellt, bei der eine erste Platte 51 die Domänen 53 und eine zweite Platte 52 die Domänen 54 enthält Die erste Platte 51 besitzt außerdem noch Strukturen 55, an denen entlang die Domänen 53 transportierbar sind. Ferner sind noch Eingänge 56 vorhanden, an denen die Domänen 53 auf bekannte Art und Weise, erzeugt oder denen sie von anderswo zugeführt werden können. Abfuhr und/oder Feststellung von Domänen kann an der rechten Seite der Platte 51 stattfinden. Diese Erzeugung oder diese Zufuhr kann durch eine bestimmte Information bestimmt sein, die in Form von Domänen in der Platte 51 transportiert bzw. gespeichert wird. Dies ergibt ein Muster von Domänen 53 in der Platte 51. Die Platte 52 dient dazu, für die Platte 51 stabile Domänenpositionen zu definieren. In diesem Beispiel ist die Platte 52 mit Domänen 54, die nach einem regelmäßigen Muster angeordnet sind, vollständig angefüllt Dies kann mühelos erreicht werden, wenn man genug Domänen unter bestimmten Umständen, beispielsweise Feldstärke und Plattendicke, in jener Platte entstehen läßt Das Modulieren des Magnetfelds, in dem sich die Platte 52 befindet, kann ein Hilfsmittel zum Erzielen des regelmäßigen Musters sein. Über jeder Domäne 54 in der Platte 52 ist eine stabile Domänenposition in der Platte 51 definiert. Dies bedeutet, daß, unabhängig von kleinen Abweichungen der auf der Platte 51 vorhandenen Domänenleitstrukturen und auch unabhängig von Matcrialabweichungen (isotrope Stoffe) in der Platte 51, ein gut definiertes Domänenmsuter mit den Domänen 53 in der Platte 51 bestehen kann. Bei einer Verschiebung der Domänen 53, Wobei mit Hilfe der Vefschiebüngsmittel zeilweise die Wechselwirkung mit einor Domäne 54 überwunden werden muß, ist die Verschiebung zwischen den definierten stabilen Domänenpositionen sehr regelmäßig möglich. Es ist beachtenswert, daß unter verschiedenen Umständen verschiedene Entwürfe möglich sind. Wenn nämlich eine erfindungsgemäße Anordnung während bestimmter Perioden ausschließlich zum Informationstransport dient, so ist es möglich, die

WcCiiäciVvii kling Zwischen dcii Duinäneii 53 und 54

durch Entfernung der Domänen 54 aufhöhren zu lassen. Wenn eine solche Anordnung während einer anderen Periode hauptsächlich als Speicheranordnung dient, so kann die Platte 52 wieder mit den Domänen 54 angefüllt werden, usw. Ein wichtiger Vorteil dieser Art von Anordnungen ist, daß es möglich ist, ohne äußeres magnetisches Feld auszukommen (vergleiche Feld Win Fig. 1), weil sich die Domänen gegenseitig durch die Wechselwirkung aufrechterhalten können. Eine vollständige Füllung, wie sie die Platte 52 aufweist, ist an sich sehr stabil, und der Einfluß des Streufelds jeder Domäne 54 und auf Platte 51 ist derart, daß in dieser Platte 51 die Domänen 53 bestehen können, ohne daß dazu ein gesondertes äußeres Magnetfeld notwendig ist.

In Fig. 6a und 6b mit den Fig. 6c und 6d als Schnitt längs der Linie A-A nach Fig. 6b sind Anordnungen nach der Erfindung dargestellt, wobei eine erste Platte 61 die Domänen 63 und eine zweite Platte 62 die Domänen 64 enthält. In Fig.6a hat die Platte 62 eine Domänenleitstruktur 65, die eine geschlossene Schleife für den Transport der Domänen 64 bildet. In diesem Fa!¹ ist die Struktur 65 vollständig mit Domänen 64 angefüllt.

dip frpmpincam fihpr Hip ^hlpifi» iimlaiifpn Wönnpn Fc Ut möglich, die Domänenleitstruktur aus einem Streifen rnagnetisierbaren Materials (bandförmig) herzustellen und den Transport durch eine »Saug-Preßpump«-Wirkung durchzuführen. Dies läßt sich einfach dadurch ausführen, daß an einer oder mehreren Stellen entlang der Bahn 65 eine Anzahl von Drahtschleifen 66, 67 angebracht wird. Ein bestimmtes Muster von Impulsen durch diese Schleifen ergibt einen erzwungenen Transport von Domänen in einer bestimmten Richtung. (Siehe u.a. »Electronics«. I. September 1969. S. 85.) In F i g. 6a ist die Transportrichtung nach links angenommen.

Gewünschtenfalls können die genannten Schleifen 66 und 57 auch an mehreren Stellen entlang der Bahn 65 angebracht sein. Diese vollständig mit Domänen 64 gefüllte Bahn 65 ergibt, insofern sie von der Platte 61 abgedeckt ist, in dieser Platte 61 verschiebbare stabile Domänenpositionen 63. Die Verschiebung erfolgt dann über einen Weg 68 (strichpunktierte Linie), der die Projektion der Bahn 65 auf der Platte 61 ist In einem Punkt 69 kann nun der Platte 61 Information in Form der Domänen 63 angeboten werden. Ein Bit »0« ist dann beispielsweise eine Domäne 63 und ein Bit »1« ist dann beispielsweise keine Domäne. Durch die Wechselwirkung zwischen Domänen 63 und Domänen 64 wird diese Information mithin auf der Platte 61 transDortiert. Hält

das mittels »Pumpen« Inurhlaufbringen von Domänen 64 in der Platte 62 in einem bestimmten Moment an, so steht die Information in der Platte 61 still. Abfuhr oder Feststellung von Information kann an der rechten Seite der Platte 61 erfolgen. Auf diese Art ist eine Anordnung zum Transportieren und Festhalten vofi Information in Form von Domänen erzielt, die sehr einfach ist, und bei der keine besonders gebildeten Domänenleitstrukturen (T-, Y-Balken, usw.) und variierende oder drehende Magnetfelder erforderlich sind. Auf der informationstragenden Platte 61 braucht nicht einmal eine einfache bomänenleitstruktur wie die Leitbahn 65 für die Platte 62 vorhanden zu sein. Wenn die Wechselwirkungskraft groß genug ist, kann bei einer derartigen Anordnung auch das Hauptfeld für die Magnetisation (Feld H in Fig. 1) entfallen. Es sei bemerkt, daß anderen Anordnungen, bei denen beispielsweise die Information einer Anzahl von Punkten 69 auf bekannte Art zugeführt werden kann und wobei dann die Bahn 65 in eine Anzahl für sich stehender Bahnen 65 eingeteilt werden muß, im Rahmen der Erfindung ebenfalls möglich sind.

In Fig.6b (und in 6c, die einen Schnitt zeigt) ist eine etwas andere Anordnung dargestellt. Hierbei sind Domänenleitstrukturen 65' vorhanden, die parallel zueinander auf der Platte 62 angebracht sind. In den Punkten 70 wird den Strukturen 65' Information in Form einer Domäne bzw. keiner Domäne (»!«-Bit, »O«-Bit) angeboten und daran entlang transportiert. Dies bedeutet, daß in der die stabilen Positionen definierenden Platte 62 selbst ein bestimmtes Informationsmuster transportiert bzw. gespeichert sein kann. In der Platte 61 nehmen die Domänen 63 Positionen ein, die das gleiche Informationsmuster ergeben. Das informationsmuster in der Platte 62 wird mithin für die Platte 61 kopiert. Dies ist vorteilhaft in solchen Fällen, in denen die in einer Platte 62 gesammelte Information in einem Vorgang auf eine oder sogar mehr als eine zweite Platte übertragen werden muß.

Die genannte Möglichkeit des Kopierens ist auch in solchen Fällen nützlich, in denen sich beispielsweise das magnetische Material der Platte 61 gut eignet, das

machen, jedoch weniger eignet, die Information mit Domänenverschiebungsmitteln auch in der Platte zu transportieren. Wenn sich das Material der Platte 62 für den Transport mit Verschiebungsmitteln eignet, jedoch nicht zum Auslesen oder sichtbarmachen des Informationsmusters mit Licht, so ist eine Kombination zweier derartiger Platten 61 und 62 für die dazwischen auftretenden Wechselwirkungskräfte nützlich. Ein solcher Fall kann am folgenden Beispiel veranschaulicht werden. Das Sichtbarmachen eines Domänenmusters erfolgt mit dem Faraday-Effekt Eine Domäne verursacht eine Drehung der Polarisationsebene des durchfallenden Lichts, und eine Detektion dieser Drehung ergibt ein Bild des Domänenmusters. Nun ist bekannt, daß die Drehung der Polarisationsebene groß ist, wenn eine Platte aus magnetischem Material senkrecht zur optischen Achse ausgeschnitten wird, statt daß eine solche Platte senkrecht zur bevorzugten Richtung der Magnetisierung aus einem Kristall geschnitten wird. Die Drehung der Polarisationsebene kann damit um einen Faktor 10³ größer sein, weil nun bei Lichtdurchfall keine Doppelbrechung auftritt Eine solche Platte, hier beispielsweise 61' in Fi g. 6d, die mittels eines senkrecht zur optischen Achse verlaufenden Schnitts erhalfcn ist, verhält sich für Domänen anders als eine durch einen senkrecht zur bevorzugten Richtung der Magnetiserung ausgeführten Schnift erhaltene Platte. Die Domänen 63' nehmen eine schräge Stellung ein und lassen sich schwierig verschieben. Wenn nun eine zweite Platte 62' (Fig.6d) durch einen . senkrecht zur bevorzugten Richtung der Magnetisierung verlaufenden Schnitt erhalten ist, und wenn eine Verschiebung der Domänen 64' darin mit den Strukturen 65" keine Probleme ergibt, so kann die Verschiebung der Domänen 63' in der Platte

ίο 6Γ durch die auftretende Wechselwirkung von der Platte 62' aus durchgeführt werden. Die Wechselwirkung kann, u. a. indem der Abstand zwischen den Platten 6Γ und 62' klein und die Platte 62' dicker gewählt wird, groß genug sein, so daß das Mitnehmen von Domänen 63' in der Platte 6Γ durch die Domänen 64' in der Platte 62' immer gewährleistet ist.

Fig. 7 zeigt ein Beispiel einer Anordnung nach der Erfindung, bei der Domänenleitstrukturen sowohl für Domänen in einer ersten als auch in einer zweiten Platte

JD Vorhänden sind. Eine ersie Flaue 71, und hier ais Beispiel noch eine andere Platte 7Γ. haben eine Struktur 75 bzw. 75', an der entlang die Domänen 73 verschiebbar sind. Es ist noch eine Zufuhr/Abfuhrstelle von Domänen mit 76 angegeben. Eine zweite Platte 72 hat auch eine Struktur, nämlich 77, an der entlang die Domänen 74 verschiebbar sind. In der Platte 72 ist beispielsweise die gesamte Struktur 77 mit Domänen besetzt; sie liefert damit für Positionen entlang den Leitstrukturen 75 bzw. 75' in den Platten 71 und 71' stabile Domänenpositionen, die selbst auch verschiebbar sind. In der Platte 7¹ (7Γ) wird ein bestimmtes Informationsmuster angebracht oder es ist darin gespeichert Soll Information in der Platte 71 transportiert werden, so ist dies möglich, ohne daß drehende oder variierende Felder von außen her notwendig sind. Die Domänenleiistrukturen 75 und 75' können dabei einfache Streifen magnetisierbaren Materials sein: besondere Formen sind dafür nicht notwendig. Der Grund dafür ist, daß die in Form der Struktur 75 in der Platte 71 angeordnete Information durch die verschiebbaren Domänen 74 in der Platte 72 mitgenommen werden kann. Das gesamte Muster von .,tabuer

barkeit in der Platte 72 in der Lage, einen gewünschten Transport in der informationstragenden Platte 71 (7Γ) durchzuführen. Dabei kann die Verschiebung der Domänen in der Platte 72 selbst auch besonders einfach durchgeführt werden, denn durch die vollständige Füllung entlang einer Struktur 72, die einfach aus geraden Streifen magnetisierbaren Materials bestehen kann, ist es möglich, beispielsweise durch Erzeugung einer Domäne am Anfang (78 bei Rundgang in der einen Richtung) einer solchen Struktur und durch Entfernung einer Domäne am Ende (78 bei Rundgang in der anderen Richtung) einer solchen Struktur die Domänen 74 in der Platte 72 zu transportieren. Die vollständige Füllung verschiebt sich mithin in ihrer GesamtheiL Es ist ebenfalls möglich, eine geschlossene Transportschleife auf der Platte 72 anzubringen, so daß stets mit denselben weiterschiebenden Domänen gearbeitet werden kann. (Vergleiche hierfür die Beschreibung bei Fig.6a in bezug auf die Leitbahn 65 und die »Saug-Preß«-Bewegung für das regelmäßige Weiterschieben von Domänen entlang einer Bahn mit vollständiger Füllung.)

In Fig.8 ist ein Beispiel der Anwendung der Wechselwirkung zwischen Domänen in einer ersten Platte 81 und einer zweiten Platte 82 wiedergegeben. In der Platte 81 kann eine Domäne entlang einer Struktur

*5 verlaufen. Die Struktur hat eine Verzweigung in zwei Wege 85a und 856. Es sei angenommen, daß bei einer Verschiebung eine Domäne 83 normalerweise von 85 t 'ch 85a gehen würde. In der Platte 82 ist eine Domäne S¹I, hier beispielsweise auch verschiebbar, und zwar entlang einer Struktur 86, vorhanden. Mit dieser Anordnung ist die Steuerung einer Domäne 83 in der Platte 81 mit einer Domäne 84 in der Platte 82 möglich. Befindet sich die Domäne 84 auf der in Fig.8 dargestellten Stelle, so benutzt eine Domäne 83 den Weg 856, statt den genannten Weg 85a. Dies rührt daher, daß eine Wechselwirkung zwischen den Domänen 83 und 84 auftritt.

Um dies zu verdeutlichen, ist in Fig.9 und 10 angegeben, wi2 eine solche Verzweigung von Strukturen 85,85a bzw. 856 aussehen kann.

I» F i g. 9 ist eine T-Balkenstruktur dargestellt, an der entlang mit einem Feld, das in der Fläche der Platte 81 rotiert, eine Domäne entlang den jeweils mit 1,2,3,4,1, 2, ... angegebenen Foien verschiebbar ist Eine bei a zugeführte Domäne 83Jäuft hier normal von links nach rechts zum Ausgang a.b. Befindet sich eine Domäne 84 (in F i g. 9 noch einmal gestrichelt dargestellt) in einer Platte 82 (nicht dargestellt, vergleiche F i g. 8) die an der Verzweigung in der Zeichnung von oben nach unten entlang wandert oder beispielsweise dort steht, wo sie angegeben ist, so biegt eine Domäne 83 ab und gelangt an den mit a.b. angegebenen Ausgang. Auf diese Art und Weise wird ein Wechsel für eine Reihe von Domänen geschaffen.

In Fig. 10 ist eine »Angelfisch«-Struktur dargestellt Eine Domäne bewegt sich infolge eines sich quer auf der Fläche einer Platte 81 ändernden Felds normal entlang *5 nach 85a. Das Strukturelement 87 ist etwas asymmetrisch, nämlich in einem Punkt 876, der kleiner als der Punkt 87a ist. Normalerweise geht eine Domäne über den Punkt 87a, wenn jedoch in der Nähe des Punkts 876 und namentlich also nicht an der Seite von •7a in einer Platte 82 eine Domäne vorhanden ist (siehe F i g. 8), so sorgt diese dafür, daß die Domäne in der Platte 81 in Richtung der Struktur 856 weitertransportiert wird.

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der Steuerung von Domänen logische Funktionen verwirklichbar sind. Dies geht aus der Darstellung von F i g. 9 hervor. Beispiel Es gibt einen Eingang a und die Ausgänge a. 6 und a 6. Hiermit ist angegeben, daß mit dieser Anordnung (Fig.9 im Zusammenhang mit Fig.8) zwei logische Operationen verwirklicht sind, nämlich a.6 und a.b. Dies geht aus folgendem hervor: Wenn eine Domäne 83 an den Eingang a gelangt, so gelangt sie nur an den Ausgang aJ), wenn die genannte Domäne 84 in der zweiten Platte 82 an der in F i g. 9 dargestellten Stelle unter der Platte 81 vorhanden ist oder diese passiert Dies stellt: die¹ Funktion al&ilär, wenn die genannte Anwesenheit der Domäne 84 mit »6« angegeben wird. Kommt keine Domäne 84, ei. h. »nicht anwesend«, also 6, so geht die Domäne 83_in der Platte 81 vom Eingang a zum Ausgang_a.Ä. Dies bedeutet dann: a ist anwesend, aber nicht 6: a.b.

Es wird hervorgehoben, daß Strukturen, wie sie in Fig.9 und 10 dargestellt sind, nicht erforderlich sind, wenn eine Anordnung gewählt wird, bei der die Platte 81 zwischen Platten 82 und 82' liegt; siehe F i g. 11. Eine Domäne 84 in der Platte 82, die entlang einer Struktur 86 geht, schickt eine Domäne 83 in der Platte 31 in die eine Richtung, und eine Domäne 84' in der Platte 82', die entlang einer Struktur 86' geht, schickt eine Domäne 83 in der Platte 81 in die andere Richtung. Hierbei genügt

ein Leiter 85 (a, b), der keine besondere Form zu haben braucht, und bei dem kein variierendes oder rotierendes Feld notwendig ist.

In Fig. 12 ist ein Beispiel von zwei in bezug aufeinander bewegbaren Platten 111 und 112 angege-

ben. Die Platte 111 ist beispielsweise auf einem Einzelteil 115 montiert, dessen Verschiebungen in bezug auf ein Einzelteil 116 gemessen werden müssen. Eine Domäne 113 in der Platte 111 und eine Domäne 114 in der Platte 112 beeinflussen sich gegenseitig. Die Größe

2ö ändert sich mit der Änderung des Abstands dzwischen den Platten 111 und 112. Eine Drahtschleife 117 an der Stelle, an der sich die Domäne 114 befindet, kann dazu dienen, die Größenänderung in ein elektrisches Signal umzuwandeln. Wenn sich an der Stelle, beispielsweise der Domäne 114, eine Folie aus magnetisierbarem Material befindet, so kann auch zum Feststellen der Domänengrößenänderung der sich dadurch ändernde elektrische Widerstand des magnetisierbaren Materials gemessen werden.

Andere Anwendungen sind beim Umwandeln von beispielsweise Tonschwingungen in elektrische Signale, usw. denkbar. Selbstverständlich ist auch die umgekehrte Wirkungsweise möglich. Dabei kann durch eine Änderung der Größe der Domäne 114 durch eine Stromänderung in beispielsweise einer Drahtschleife 117 und somit infolge einer Änderung in der Wechselwirkung zwischen den Domänen 113 und 114, die Platte Ul in Bewegung gesetzt werden.

In Fig. 13 ist ein anderes Beispiel von in bezug aufeinander bewegbaren Platien angegeben. Die Platten 121 und 122 sind in bezug aufeinander bewegbar. Eine Domäne 123 in der Platte 121 ist entlang einer hier als Beispiel gciciuhiicicn »Angciiisehw-Sinikiur verschiebbar. Die Platte 122 hat die Domänen 124, die "Tier nun als Beispiel die Platte 122 vollständig füllen. (Vergleiche Platte 52 na-;h F i g. 5.) Durch die Bewegung der Platten untereinander und namentlich quer auf der Fläche der Platten ändert sich die Größe der Domänen 123 (und 124). Mit dieser Größenänderung verschiebt

sich eine Domäne 123 in diesem Beispiel in Richtung der »Angelfischtt-Struktur.

Es sei bemerkt, daß die Bewegung der Platten untereinander nicht ausschließlich quer zur Fläche der ,Platten zu erfolgen braucht. Eine Bewegung in der Fläche der Platten ergibt auch eine Änderung in der Wechselwirkung zwischen Domänen in einer ersten und einer zweiten Platte. Damit lassen sich gleichfalls auf entsprechende Art und Weise wirkende Anwendungen verwirklichen.

Hierzu 3 Blatt Zeichnungen

Claims

IO 15 20 Patentansprüche:

1. Magnetische Anordnung mit einer ersten Platte aus magnetischem Material, in dem sich zumindest eine Domäne befinden kann, dadurch gekennzeichnet, daß eine zweite Platte (2) aus magnetischem Material, in dem sich eine Domäne (4) befinden kann, vorhanden ist, welche zumindest in der Projektion wenigstens einen Teil der ersten Platte (1) abdeckt, und wobei zwischen zumindest einer Domäne (3) in der ersten und einer Domäne (4) in der zweiten Platte (2) eine Wechselwirkung auftritt

2. Magnetische Anordnung nach Anspruch 1, bei der zum Verschieben von Domänen entsprechend einer bestimmten Bahn in der ersten Platte eine Domänenleitstruktur vorhanden ist, dadurch gekennzeichnet daß die zweite Platte (52) dazu dient, mit Hilfe darin befindlicher Domänen (54) stabile Positionen für Domänen (53) in der ersten Platte (51) zu liefern.

3. Magnetische Anordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß zum Verschieben von Domänen (64) entsprechend einer bestimmten Bahn in der zweiten Platte (62) eine Domänenleitstruktur (65) vorhanden ist wobei die^e verschiebbaren Domänen (64) in der zweiten Platte (62) verschiebbare stabile Domänenpositionen (63) in der ersten Platte (61) definieren.

4. Magnetische Anordnung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß die zweite Platte mit Domänen entlang einer Leits^:uktur vollständig angefüllt ist, wobei die Domänen mit eine »Saug-Preß«-Kraft auf die Domänen ausf -.enden Mitteln in der zweiten Platte verschoben werden und wobei die Verschiebung von Domänen in der ersten Platte durch die genannte Verschiebung der Domänen in der zweiten Platte bestimmt ist

5. Magnetische Anordnung nach den Ansprüchen 2 und 3 oder 2 und 4, dadurch gekennzeichnet, daß sowohl zum Verschieben von Domänen entsprechend bestimmten Bahnen in der ersten als auch zum Verschieben von Domänen entsprechend einer bestimmten Bahn in der zweiten Platte Domänenleitstrukturen vorhanden sind, wobei eine Verschiebung einer Domäne in der zweiten Platte eine von ihr gesteuerte Verschiebung von Domänen entsprechend einer der Bahnen in der ersten Platte verursacht.

6. Magnetische Anordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die erste und zweite Platte in bezug aufeinander bewegbar sind, wodurch die Größe der Domänen in den Platten veränderbar ist.

7 Magnetische Anordnung nach Anspruch 1, bei der für zumindest eine der Platten eine Struktur zur Domänenleitung vorhanden ist, dadurch gekennzeichnet, daß die erste und zweite Platte in bezug aufeinander bewegbar sind, wobei infolge einer Domänengrößenänderung eine Domäne in Richtung einer solchen Leitstruktur verschiebbar ist.

8. Magnetische Anordnung nach einem der Vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeich* nel, daß die zweite Platte eine Streifendomäne enthält, mit der in der ersten Plätte an der Stelle def Projektion der Enden der genannten Sireifendomä' ne stabile Domänenpositionen definiert sind.

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