DE2254046B2

DE2254046B2 - Magnetischer domaenenspeicher

Info

Publication number: DE2254046B2
Application number: DE19722254046
Authority: DE
Inventors: Frederik Ate De Eindhoven Jonge (Niederlande)
Original assignee: Philips Gloeilampenfabrieken NV
Current assignee: Koninklijke Philips NV
Priority date: 1971-11-12
Filing date: 1972-11-04
Publication date: 1976-09-02
Also published as: NL7115628A; FR2159521B1; US3787825A; CA966581A; SE376504B; BE791239A; FR2159521A1; GB1395592A; DE2254046A1

Description

Die Erfindung betrifft einen Magnetspeicher nv einer Platte aus magnetischem Material mit daran befindlichen, funktionell bestimmten Bitstellen. wobei jede Bitstelle eine erste und eine zweite Position für je ßitsiellc eine Domäne mit einem im wesentlichen kreisförmigen Querschnitt enthält ferner mil Fonpflatv zungsniiticln. um die Domäne auf steuerbare Weise um einer ersten zu einer zweiten Position oder umgekehr in einer gewühlten Bitsteiie zu bewegen, und mn Dc'.ekuonsmittcln, um an einer Bitsteiie die Anwesenheit einer Domäne in einer der beiden Positionen festzustellen, ferner hat die Platte aus magnetischen: Material eine Ausgieichstemperatur für die Magnetisierung, und ist sie von Mitteln umgeben, um die Platte au: einer nahezu konstanten Temperatur zu halten, wobei ferner eine Strahlungsquelle und ein Strahleniibienkungs- und Adressiersystem vorhanden sind.

L^;in derartiger Magnetspeicher ist aus US-Patentschrift 35 06 974 und NL-OS b7 12b47 bekannt, und dabei werden die fortpllanzungsmittel durch Gruppen vor. Leitern gebildet, die entsprechend einem bestimmten Muster auf oder nahe der Platte aus magnetischem Mittel angebracht sind, und mit denen mit Hilfe von Siromiinpulsen die erwünschte Bewegung der Domänen 'on einet eisten /u einer /weiten Position in einer lüistelle erfolgt. F.in Muster von Domänen, die sich in uiicr ersten oder /weiten Position jeder ihrer Bitstellen beiindeii. hat einen informaiioitsmhalt. und daher dient d,e L'L-naniitc i'Lr'.e a's iniorm.iHonsspeicherplaitc oder .ι:¹- Speicher Bc: ilen': bekannten Speicher w rnlei· ir-

einer Position an den Bitstellcn mit Hilfe des aus der strahlungsquelle herrührenden Strahls, (der in einer solchen Position mit Hilfe des Ablenkungs- und Adressiersystems positioniert ist) Domänen erzeugt, die danach mit den genannten Fortpilanzungsmitteln gesteuert werden.

Die Speicherkapazität, d. h. die Anzr.hl von Bestellen je Oberflächeneinheit, einer solchen Platte aus magnetischem Material hängt von verschiedenen Faktoren ab. Es können folgende genannt werden: Dicke der Platte und Größe eines angelegten Grundmagnetfelds. Es ist jedoch eine Anzahl von bedeutenden, einschränkenden Faktoren vorhanden, durch die die Speicherkapazität praktisch begrenzt wird. Eine Platte aus magnetischem Material mit m ■ η Bitstellen erfordert m + η Leiter, die is alle von außen her erreichbar sein müssen. Dies bietei Probleme durch einen Mangel an Raum, um die Stecker anzuschließen (vgl. entsprechend Proble./ie bei den integrierten Schaltungen). Ferner sind verhältnismäßig große Felder, also große Ströme in den genannten Leitern notwendig, um eine Domäne von einer ersten Position zu einer zweiten Position /u verschieben. Lim eine Übererhitzung zu verhindern, sind die Ströme wiederum begrenzt, was eine Begrenzung der Verschiebungsgeschwindigkeit zur Folge hat. Außerdem wird die Verschiebungsgeschwindigkeit durch die Induktivität beschränkt, die durch die Leiter auf der Platte entsteht. Da die Leiter in bezug aufeinander äußerst eenau angeordnet sein müssen, müssen in konstruktive:' Hinsicht hohe Anforderungen an J₁Is Anbnngungsverfahren der Leiter auf der Platte aus magnetischem Material gestellt werden.

Die Erfindung bezwcxkt, Mittel /u schallen, im denen es möglich ist, die Speicherkapazität be: einem Magnetspeicher der eingangs genannten Art beträchtlieh zu vergrößern, wobei die obengenannten Einschränkungen durch Anschlüsse, grüße Felder. Induktivität und Konstruktion beseitigt sind. Um dies zu erreichen, ist der Magnetspeicher nach Ger [ir!"mdung dadurch gekennzeichnet, daß die Strahlungsquelle einen mit Hilfe des Ablenkungs- und Adressier stems an ieweils zumindest einer Bitsteiie posi'.ionierbarcr,. Wärmeenergie tragender. Strahl aussendet, nut eiern eier Bitstelle in einem Temperaturbereich oberhalb 0er Auseieichstempe^rau:r eine Wärmemenge, b·;.■■, tier die 4;, Domäne ihren im wesentlichen kreistormigen Oue^r schnitt in einen im wesentlichem s;: eilen';>rmige·: Querschnitt ändert, /imihrbar ist. imu daIi ieriic- eine magnetische Feldqueiie vorhanden ist. a;o em Magnei ■ feld lieiert. um währeru der Abkühlung eine i )oniä:·-.' m einer der beiden Posuiomm der ,11:: genannte \Veise erwärmten Bitstelle anzuordnen, wobei diese Domäne ihren im wesentlicher, streilenlormiger '-.iiie'-sjiiriit! wieder in einen im wesentlicher; krciMo"migen i.Hie; schnitt ändert.

Es wird an dieser Stelle da raut hingewieser¹., da» es ar· sich bereits beschrieben ist (»IBM 'Iechnicai Disclosure Bulletino. Dezember- 1070 ^. 178,S-17^0). daIi emc Domäne in finer Plane au·, magnc^ciiem Maicria'..-..iil eine Ausgleichslemperatii: im die Magnetisierung hai. mil Hilie von W^;änneemw :;·: im:, eines Si;-ahis verschiebbar is:. Hs besieh; ,cdo, - em wesentlicher Unterseil!'..''.: /\«■ !schon d"·¹"'¹' iwk.uiMifn \ i-rschiebuiig infolge einer Wärmccmv, ΐ!κ·'ΠίΤ inui dc \ ers'.'mc^inii: Jer Domäne in der eriindiin;.:sjemäße'! Aumv.nti·¹,!:. Im t>< bekannten Fall wird ·.-:·.e S;ei:·. er« a Mir, /.! dc< ^k'': eim Domäne bewegen "¹Ui.: Di 1 em;>cr:tnir ocriein:.'!.¹!

Vi,.Ii.. -in .!■■■ ',ii-'¹! .!' I >'. >■)<.:<· ■ !Il .I/'¹ -Ό !SLVi'ii."·'¹· ¹Si! io¹ ■ befindet, wird nicht erhöht. Die Verschiebung der Domäne erfolgt mithin durch eine Anziehung, die von der erwärmten Stelle in der Platte aus magnetischem Material ausgeht. Die Anziehung wird dadurch verursacht, daß die Magnetisierung Ms an der erwärmten Stelle ansteigt, und auf diese Weise werden Domänen in der Umgebung gleichsam angesaugt. Dies hat einige Nachteile und Schwierigkeiten. In erster Linie muß eine Bitstelle, an der sich eine Domäne in einer von zwei Positionen befindet, weit genug von anderen Bnsiellen mit ihren jeweiligen Domänen entfernt liegen, um zu verhindern, daß Domänen jener anderen Bitstcllen zu der erwärmten Stelle angezogen werden.

Dies bedeutet eine Kapazitätseinschränkung für die Informationsspeicherung in einer solchen Platte. Ferner müssen jedoch die erste und zweite Position einer Bitstelle dicht genug beisammen liegen können, um zu verhindern, daß einer zweiten Position eine verhältnismäßig große Wärmemenge zugeführt werden muli. bevor sich eine Domäne von der ersten zur /weiten Position bewegt. Dies ist erforderlich, um eine Wärmeverteilung in der Platte zu verhindern, und außerdem, damit eine solche Verschiebung einer Domäne nicht zu träge ist. Liegen jedoch die erste und zweite Position sehr nahe beisammen, so bedeutet dies tür den bekannten lall, daß der iür die Erhitzung sorgende Strahl schart definiert -.cm muli, n.imentlich für den Aultreffbereich des Strahls aul Uc Platte aus magnetischem Material. Dies impliziert wiederum hohe Anforderungen an die Strahlungsquelle und das Ablenkungssystem, im Fall der Erfindung verhalt es sich mit den obengenannten Punkten anders und weniger schwierig. Die ganze Bitsteile wird erhitzt, aKo sowohl die erste als auch die zweite Position tür eine Domäne an jene, Biistcile. Dies bedeutet eine wenige' strenge Anlorderung an die Detmition lies W.irmcstrahls im Auttreffbereich. Die Domäne an der .MeLe. namentlich in der ersten Position einer Bitstelie wird durcn deren Erhitzung gleichsam von inner, her aulgcbi.iscn und ihr im wesentlichen kreisförmiger (,hier.schnni aiwen sich in einen sireileniörmigen. Dabei bleibt oie Domäne vorzugsweise innerhalb des erwärmten Bereichs, also der erwärmter Bitstelle. Domänen an andere': Bitstc!- len. die an sich ebenfalls erhit/i sein können, haben keiner, zusätzlichen l.mi'iuß aul die \ organlv in der anjcren Bitstelle. Die Busteilen können mn mn wrnaiimsmäßig dicht beisammen hegen, mn dei' i.mscnrür·- kung. uaB sich die erlin/ien Meilen mclii uKriappe''.. D:·.· Möglichkeit hicrlt:: im besonders klci:; da die enorc'.erhche Wärmez'.ituh:. die 'j Basiere Iür eine \ e> ^ch.ebimg der Dom.inc inne'lialh lene·¹ Siiis'eh.: n.« ''v. e'uiig ist. örtlich weniger iniensn sei:; κ.inn an ην; hei. !"ilen FaIi. Wenn uie ^ieicne NA armemeng? eru; Jeriicn ware, ist diese Menge ul-er c;üi /.minuicii doppell so große Oberfläche (erste und /wc-.-,·, i'usition) verleih, hinzu kommi.da.'i im MagiK-tspeicher nach der Erfindung eine magnetise he Feidqueilc vorhanden ist, die üaiu· sorgt, daß wahrend des Abkuhiens der (.•■'''■'Ziel· Bitstelie d.L D.-nKii.e. dere^;· ;.)i!erscrmi!t w !Ci.!¹.¹' k^:'oislormig wir..:. \i\ der ^ΓκηΐιιΌί: Position liier /weiten l'osilion) .mg'.-i ':\lnc! wird. Γ'.ι- leid Jlt genannt·.::! Feldqueiie isi m λτ Ebene der PlaltL \ur\s,!ii,. icdoeli mit einer Stange, nu letiigiieli lnr uie obengorumnte Anordi'ung noiv. endig isi. I m zu starkes ; I e^!.i könnte dazu fuhrer,, daß svh auch Fii'in.men von ni..i-ιί c rhi; ζ ten Sl eilen vei'schieben.

vhiic^iich wird noch daraui iimgew lese!:, daß es (au: ..!■,■i oheiiiienannten i.itciattiri ci^eniaii-, bekanni is;.

Material in der Nähe seiner Curie-Temperatur /u erhitzen, wobei eine Domäne, die sich an einer solchen erhitzten Stelle befindet, davon weggedrückt wird und eine andere stabile Position aufsucht. Da die dabei auftretenden Temperaturen erheblich höher sind als im vorliegenden Fall mit der Ausgleichstemperatur, die praktisch in Nahe der Zimmertemperatur liegen kann, ist dies kein besonders brauchbarer F.ntwurl'. Außerdem ist hierbei wiederum eine scharfe Definition des Auftreffbereichs des Strahls auf der Platte erforderlich. um dafür zu sorgen, daß das Wegdrücken einer Domäne innerhalb bestimmter Grenzen erfolgt. Hiermit hangt nämlich die Speicherkapazität zusammen.

Ls isi notwendig, daß von jeder Bitstelle die erste und zweite Domänenposition mehr oder weniger stabil sind. is Dies kann man auf verschiedene Art und Weise erzielen. Im zuerst genannten bekannten F;:!l erfolgi dies mit Hilfe einer zweiten Platte, die aus nicht magnetischem Material besteht und in der sich Offnungen mit einem darin vorhandenen magnetisieren Material belinden, Die Projektionen dieser angelullten Öffnungen au! der Platte aus magnetischem Material ergeben an der Stelle der Bitsielleti eine erste und eine zueile Position. In praktischer Hinsicht ist dies eine komplizierte Losung, da sich eine solche zweite Platte schwierig herstellen läßt, die außerdem in konstruktiver Hinsicht einen eindeutigen, die Speicherkapazität einschränkenden Einfluß ausübt. (Vergleiche die l.eitergruppen au! der Platte jus magnetischem Material bei der bekannten Anordnung.)

Um diesen Nachteil /\\ vermeiden, ist der Magnetspeicher in einer weiteren Auslührungsform dadurch gekennzeichnet, daß zum Delmiereti einer ersten .ind einer zweiten Domanenpi"-m< >n für cmc Di-;"..ne ;e Bitsteiie an der Stelle de lötstelle zumindest ein i<;

e:;iem diircn i!ie genannte

zumindest eine Bit· teile positionierbar ist und wobei die Polarisationsebene des durch die Platte aus magnetischem Material hindurch fallenden oder darin reflektier ten Lichts gedrelr wird, wenn es dabei in der Platte einer Donäne begegnet, ferner eine Maske, die zumindest in der Projektion alle ersten oder /weiten Positionen der BilMellen abdeckt, und ferner zumindest einen Lichtdetck or, mit dem die Drehirig tier Polarisationsebene des Lichts, das die genannte Maske passiert hat, feststellbar ist. Mit dieser optischen Auslesung l.ißt sie 1 der Speicher ebenfalls .111 \ isuelles Wiedergabcmittel 'display) verwenden, und tLi/.i ist der erimdungsgemäße Speicher dadurcn gekennzeichnet. daß je Bitsielleein Lichtdetektor vorhanden im. nut dem der Informations! ihali der Platte aus niagnetisi.hern Material sichtbar gemacht v,erden kann.

Eine praktisch 11 iizliche Ausfiihningsl'orm ist Jadui\ h gekennzeichnet, diiß die genannte Lichtquelle diejenige Strahlungsquelle »'.die den genannten die Wärmeenergie tragenden Stn.hl aussendet, wobei zum ί e^sielici der Posit'onen der Domänen in der Pia ;e a¹.:* magnetischem Mjterial eic ;e Biistelle /ULViiihric Wärmemenge kiener im a.s die ie Bitstelle z-.ige'iihi"'' Wärmemenge in lern ί',ιΐΐ. m dem eine Domäne von einer ersten zu einer /weiten Posnien oder 'i^:r !.'ekei-¹' an jener Bitstelle heu e.:i w ird.

Damit ein prako^th li:i brauchbarer Speit he" er/ -.^:' wird, bei dem aus ri.'icv iL'rolien) Λη/ahl >. ■· !>'■ bestehende WHi-lt ■. 'nircschrieben gespeitlv.-ri ^i:- wieder ai:">ge!e^e 1 w-.^r'J,e-i k(umeli. ist eine n.i^r.L'. •\usführung>-fi.rm .ics S|it:.her^ dadurch geken.n/eic" nei. ti.iii cn.e "' iizair tier gcnar.nten PL:: >■'■ > — !Tiagiicti··!. ¹CiIi M ltena' angeordnet ist. :_:η-·.\ li.ii' '■ ' i lilie di.¹· iierannti-n Arlvnkun^"-- und Adrc-'-ie: ^v >-'e' " und diirc'i Anwerduri^ :■,·· Sirahlenvenei'i:;".:*·· ■'■-■'

riemen.! ,1

Γ" eaieji.c i ie

ist. I λ :■-! iiiOiiMth. ie Bitsteve etwa einen Magne: ^k;irc feil oje!· ie i'i.v'Mii (d.h. ;-isgesamt zwei) :e Bi'Melle eine;; Magnet-Punkt Anzubringen. Dies ist in kouMr.ik- ₄c liver Hinsieht erheblich eir.'.icher als die obenerwähnte Losung mit der /w eiten Pl.iitc.

1-" nc weitere AusfunrungMorm tics Specht··- ;m J.iJurti· gekennzeichnet, -iaß /um De^!:ive"e· e;ner erMen und einer zweiten DomänenpoMüo·- .;·, eier üenannicn Platte ii:r eine Donäne ;e BiiMe ^!e e^ne zusatzteile Piaite aus magnetischem Materia. vorl-.a-i-Jen ist. the fur ^:edc erste i;"J zweite Dornancp,''.,üon in eier genur.nler. PIaHe aus :v..'.g:-.euschcm Male:-^].j.l eine Domäne enthält und woDei durch Wechselwirkung zwischen Domänen in der zusätzlichen Platte und Domänen der genannten Platte die letzteren Domänen sich in einer .der so geschaffenen zwei Positionen je Bitstelle befinden.

Das Auslesen eines derartigen Speichers kann mit bekannten Mitteln erfolgen. Diese Mittel machen fur den neuen Speicher vorzugsweise von optischen Techniken Gebrauch, namentlich vom Kerr- oder Faraday-Effekt, im einen Fall (Kerr-Effekt) wird die Drehung der Polarisationsebene des durch die Platte reflektierten Lichts betrachtet und im anderen Fall (Faraday Effekt) die Drehung der Polarisationsebene des durch die Plane hindurch tauenden Lichts.

/u diesem Zwecke ist eine weitere Ausfuhrangsform ties Speicher¹- dadurch gekennzeichne' daß die 6s Pe!ekuons;n:;!e zum Feststellen der Abwesenheit e ner Doi-r.iiie η e.ner der beiden Posnio· e- fügendes i "!.!"t" e ^rv !'th<aijc^!!c .ie^ren Strjt-' ,. i- ewe'K ;n ;e;ie

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^rsq:i'. ;le .:·.λ er >\ 'chrar ist. unc, vt, ■: ■ · ■.:.:■.■:■ sow op: e re gen ar n;e Vr/ahi von Domänen ■. ■> -. ^;-o:-e .ti'. ,!Uv.'¹ '"e -\n\ eseiihei: m Ji." e~Men niier /wcier Po-i-iivi ,hror ;e.-e h^c'i iviMc'len r'estgc-'.e:!: v\!i^r kan:;.

IK- r.rin^r.L· 'MrJ ,.V₁₁^i c n-ger τ, de- /,-lIv.,: gen el.'rgc-teülef Aus'iihrnntzsb; :^p;e!e naher i.·¹!.:^'."' ΪΛ zeiger.

sehen-, Matcnai. Jie ^!iei ei-cir, erfindi.::''!:^ e^r"al·'."· Magnetspeicher ν e.-vv e':üe: w ctien.

i i g. ■* tiiien er::r.ccr,gsg-jn',äüe!i Magnetspei.he-.

f 1 g. 5 ein Beispiel eines Wiedergabebilds al¹ Ausgangsinformanon eines erfindungsgemäßen Ma gnetspeichers.

F ι g. b ein Gebilde aus einer Platte aus magnetischen Material und eirer zusatzlichen Platte aus magnet! schem Material für einen erfindungsgemäßen Speicher.

F 1 g. 7 eie DraL^rsicht auf die Platte aus magnetischen Material nach F 1 ..·. 6.

F 1 g. 8 ein weiteres Beispie! eines erfindungsgemäße! Magnetspeichers.

In Fig. 1 bezeichnet 1 eine Platte aus magnetischen Material, die eine Ausgleichstemperatur fur du Magnetis erung ,Vf, hat. Dies bedes et. daß dii Magnetis erung ■>■/. be; einer bestimmten Temperatin die die Zimmertenperatur sein kann, den Wert Λ/. = hat. Be; Anste zen der Temperatur über diese AusgleicHspunk; iimn- die Magnetisierung Af, zu.

Auf der Platte 1 hemden sich die Elemente 2 und : die hier m Form \nn Punkten eingezeichnet sind: si

können jedoch auch eine andere, etwa dreieckige Komi haben und aus leicht magnetisicrbarcni Material bestehen. Bei einem bestimmten Grundmagnetfeld //, das man sich in I" ig. 1 von hinten nach vorne vorstellen muß. können in der Platte ! Domänen 4 bestehen, an > deren Stelle die Magnetisierung der Platte 1 entgegengesetzt /um äußeren Feld //gerichtet ist. jedes Paar der Elemente 2 und 3 bildet eine Bitstelle 5 auf der Platte I. Eine Domiinc 4 kann sich auf einer solchen lötstelle 5 in eine·' von zwei Positionen 2 b/w. 3 befinden. Dabei kann man etwa folgendes annehmen: F'ine Domäne 4 in der ersten Position 2 einer Bitstelle 5 bedeutet, daß die Bitstelle 5 einen Inforniaiionsiiihalt 0 hat. während eine Domäne 4 in der /weiten Position 3 einer Bitstelle 5 bedeutet, daß die Bitstelle 5 einen Informationsmhalt 1 hat. Nun ist es möglich, mit Hilfe eines Wärmeenergie nagenden Strahls eine Bit stelle 5 in einem Temperaturbereich über dem genannten Ausgleichspunkt /u erhitzen. Soirifft etwa in der Stelle 6 ein Strahl aiii die Platte I. Wenn der Ausgleichspunkt etwa bei -14 C liegt, so kann die Erhitzung etwa um 20 ( herum erlolgen. womit die Temperatur an der erhitzten Stelle um einige (irade ansteigt. Dies hat zur Folge, daß die sich etwa in der Position 2 befindende Domäne 4 mit einem im wesentlichen kreisförmigen Querschnitt in ;> eine Domäne 4' mit einem 1111 wesentlichen streifenförniigen Querschnitt ändert. Die Domäne erstreckt sich dabei bis zur /weiten Position 3 und mkhin /wischen den Positionen 2 Lind 3. Verschwindet der Wärmeslrahl. Vn kühlt sich die Stelle f> ab. und der streifenl'örmige w Querschnitt der Domäne 4' ändert sich wieder in einen im wesentlichen kreisförmigen Querschn tt. Wenn nun »ährend dieses Abkühlungsvorgangs und mithin während der genannten Formänderung der Domäne 4' ein Magnetfeld h in der angegebenen Riehung (von unten >5 nach oben in Γ1 g. 1) vorhanden ist. so wird die in/wischen wieder kreisförmige Domäne 4 die /weite Position 3 der Bitstelle 5 einnehmen. Aul c.iese Weise ist mithin der Informationsinhalt einer solchen Bitsteile 5 durch die Verschiebung der Domäne 4 von 0 in einen Inlormationsinhalt 1 verändert. Kine Verschiebung mi anderen Sinn — von der Position 3 /ur Position 2 — ist auf dieselbe Art und Weise, jedoch mit einem Feld h in der anderen Richtung möglich. Wenn der genannte, die Wärmeenergie tragende Strahl von Bitstelle zu Bitstelle verschoben wird, also stets aufs neue aiii einer anderen lötstelle angeordnet w ird. kann die Platte I mit einer der Anzahl von Bituellen 5 entsprechenden Informationsrnenge angefüllt werden. Das Magnetfeld h braucht nur tehr schwach zu scm. nämüch gerade ausreichend, um Zu erreichen, daß sich die ihre Form ändernde Domäne 4 in der erwünschten Richtung zusammenzieht und die erwünschte Position einnimmt. Es wird angemerkt, daß vor der ersten Informationsspeicherung an jeder Bitstelle 5 eine Domäne 4 vorhanden sein muß. Wenn eine Domäne je Bitstelle erhalten werden soll, kann dies auf verschiedene Art und Weise mit Mitteln zum Erzeugen von Domänen in einer Platte aus magnetischem Material bewirkt werden. Ein Mittel ist etwa eine Domänenquelle in Form einer Drahtschlsife. durch die hindurch ein Impulsstrom geschickt wird. So können etwa anfangs Domänen erzeugt v\erden, die die Abmessung einer Bitsteile haben, unc wobei jede Bitstelle mit einer solchen Domäne \erseien wird (eine Platte aus magnetischem Material wird vollständig mit <^ Domänen gefüllt). Durch eine bestimmte Einstellung des Grundtelds kann man den Domänen die richtige Abmessung geben. Dabei können sie beispielsweise beliebig auf der einen (2) oder der anderen (3) Position einer Bitstelle 5 stehen, was jedoch kein Problem ergibt.

F.S dürfte sofort deutlich sein, daß es zum Einschreiben von Information zum erstenmal oder aber bereits vorhandene Information hinweg unwesentlich ist. in welcher von zwei Positionen je Bitstelle eine Domäne vorhanden ist, da nämlich die Domäne 4 beim Erhitzen streifenförmig wird und da sie durch das Magnetfeld h bzw. /7'entweder zu einer neuen Position (von 2 nach 3 oder von .3 nach 2) geht oder in ihrer alten Position (2 oder 3) bleibt.

In I·"i g. 2 ist dargestellt, dab zum Definieren einer ersten und einer zweiten stabilen Domänenposition auf der Platte 1 statt der punktförmigen Elemente 2 und 3 ebenfalls ein streifenförmiges Element 7 verwendet werden kann, daß außerdem die Bitstelle markiert. Dieses Element 7 aus leicht magnetisierbarem Material kann mit einem Streuen verglichen werden, der zur Fortpflanzung von Domänen entlang einer T-Strukltir aus magnetisierbarem Material verwendet wird. Das Element kann in der einen oder anderen Richtung magnetisiert werden, hier wieder mit einem Magnetfeld /7 bzw. h . so daß sich eine Domäne 4 an dem einen Ende 8 oder anderen Ende 9 niederläßt. Diese finden 8 b/w. 9 bilden hierbei die erste b/w. /weite Domänenposition der Bitstellen 7. Wird nun eine Bitstelle 7 auf der Platte 1 im Auftreffbereich 10 durch einen Wärmeenergie tragenden Strahl erwärmt, wird eine Domäne 4. die sich hier anfangs in der unteren ( = ersten) Position 8 befand. /u einer Domäne 4' mit streifenförmigem Querschnitt vergrößert. Beim Abkühlen dieses Bereichs 10 erhalt die Domäne 4' wiederum einen kreisförmigen Querschnitt. Das Magnetfeld /7 sorgt dafür, daß die sich formende Domäne 4 in die obere ( = /weite) Position 9 gelangt. Das Feld /7 ist nur so groß, w ic erforderlich ist. damit sich eine von streifen- /u kreisförmig schrumpfende Domäne /ur erwünschten Position bewegt. Das Feld /; ist zu schwach, um eine Domäne 4 ohne weiteres von einer ersten Position 8 /11 einer zweiten Position 9 /u verschieben.

In F i g. i ist ein anderer Fntwurl einer Platte aus magnetischem Material dargestellt, die in dem Speicher verwendet werden kann.

Hier hat ebenfalls als Beispiel jede Bitstel'e 5 zwei Elemente (Punkte) 2 und 3 aus magnetisierbarem Material, die die erste b/w. /weite Domänenposition je Bitstelle definieren. Der Unterschied zu Fig. 1 liegt im Auftreffbereich Il eines Wärmeenergie tragenden Strahls auf der Piatte 1. Der Aultreffbereich 11 umfaßt eine Reihe von Einstellen 5. Der Strahl kann sich von links nach rechts (Pfeil) in F 1 g. 3 bewegen, so daß stet« eine andere Reihe von Bitstellen 5 getroffen wird. Die Bitstellen 5 im Auftreffbereich 11 werden mithin erwärmt, und die Domänen an der Stelle erhalten einer streifenförmigen Querschnitt (4'). Damit man beirr Abkühlen je Bitstelie den Informationsinhalt (0 oder Γ festlegen kann, ist es mit Hilfe der Leiter 12 ermöglicht je Bitstelle im richtigen Moment ein Magnetfeld / einzuführen, das dafür sorgt, daß die Domänen 4 in die erste 2 oder zweite Position 3 gelangen. )e Reihe vor Bitstellen ist mithin ein Leiter 12 vorhanden, um der herum in dieser oder jener Richtung ein Magnetfeld / bzw. h entsteht, wenn der Leiter 12 einen Stromimpuls in diese oder jene Richtung schickt. Ein solcher Leiter 12 je Bitstelle läßt sich in konstruktiver Hinsicht zwar etwas schwieriger verwirklichen, demgegenüber bewirkt er iedoch. daß der Speicher auf diese Weise parallel (d. h. mehrere Bits zur gleichen Zeit) behandelt

?r

werden kann.

In I" i g. 4 ist ein Speicher in Finzelheiten dargestellt. Hierbei sind auch Detektiunsmittel dargestellt. Kino Plane 1 aus magnetischem Material hat die Bestellen 5. Die ersten bzw. /weilen Domänenpositionen werden hier als Beispiel durch Dreiecke atis magnetisierbarem Material 13 und 14 definiert. 15 bezeichnet eine Lichtquelle, die einen Wärmeenergie tragende Lichtstrahl 16 aussendet. Die Intensität des Strahls ist einstellbar und wird von einer Schaltanordnung 17 aus geregelt, die über den Lingang 18 ein Signal empfängt. Wird eine neue Information in die Platte 1 eingeschrieben, so hat der Strahl Ib eine Lnergie. die größer ist. als wenn die Information ausgelesen wird (dies erfolgt nicht destruktiv). Beim Schreibvorgang w ird die Schaltanord- i> nung 17 über 18 in eine Stellung geset/t. in der die Lichtquelle die erwünschte .Schreibenergie abgibt, während diese Anoielniing 17 bei einem l.ese\organg iiber den Linsumg 18 in eine Stellung gesetzt wird, in der die Lichtquelle die erwünschte l.esenergie abgibt. Mit 19 :o ist eine Lichtablenkungsanordnung angegeben. Hiermit kann der Lichtstrahl 16 auf jede gewünschte lötstelle 5 der Platte I gerichtet werden. Die erwünschte Bitstelle ist eine sogenannte Adresse in der Plane I. Die gewünschte Adresse wird einem Aeiressenregisier 20 vorzugsweise in digitaler Form iiber einen Lingang 21 (parallel oder in Serie) angeboten. Wenn 19 eine digitale l.ichiablenkiingsanordnung ist. so dient die digitale Adresse im Register 20 direkt als Linsiellgrölle für die Ablenkungsanordnung 19. Wenn 19 ein Analogablenker ist. so kann die Adresse zunächst in einem (nicht dargestellten) Wandler umgewandelt werden. Ist die l.ichiablenkungsanordnung auf die richtige Adresse eingestellt, so kann über den Lingang 18 ein Befehl für einen Schreib- oder Lesevorgang erteilt werden. Bei einem .Schreibvorgang wird die betreuende Bitsteile so lange bzw. so intensiv bestrahlt, dall an der Stelle eine streitei'ilöi iiiige Domäne enisieni. nenn Abkühlen (der Lichtstrahl wird gelöscht oder zu einer nächsten Bitsielle abgelenkt) der betreffenden Bitsielle muli dafür gesorgt werden, dall die richtige Information (0 oder I) eingeschrieben wird. Wird eine 1 durch eine Domäne in der zweiten Position (14) dargestellt, so muli die Lehlquelle 22 zum Schreiben einer 1 wahrend des Abkühlens em feld h lieiern. das in I 1 g. 4 nach oben zeigt. Dazu hat die I eidquelie 22 einen Lmgang 23. dem die einzuschreibende Information angeboten w ird. Beim !n!orm;itiiinsbit = 1 wird das genannte Feld, beim Informationsbii = 0 das entgegengesetzte leid h erzeugt.

Ferner zeigt F 1 g. 4 einen Grundmagnetfeldgenerator 24. der das Grundfeld //erzeugt. Mit 25 werden Mittel schematisch angegeben, die dafür sorgen, daß die Plane I auf einer nahezu konstanten Temperatur T gehalten wird, die über der Ausgleichstemperatur liegt, etwa 20 C. Zum Auslesen sind die Detekiionsmittel 26, 27, 28 vorhanden. Es wird von der Drehung der Polarisationsebene des durch die Platte 1 hindurchfallenden Lichts Gebrauch gemacht, wenn das Licht dabei eine Domäne passiert. Mit einer Maske 26 wird mit den Öffnungen 30 etwa die Hälfte jeder Bitstelle abgedeckt, so daß nur das durch die (hier) zweiten Positionen 14 hindurchfallende Licht hinter der Maske 26 erscheint. Fm Lichtstrahlleiter 27 sorgt dafür, daß dieses durchfallende Licht auf «inen Lichtdetektor 28 fallt. Dieser Detektor reagiert etwa nur auf dasjenige aufteilende Licht, dessen Polarisationsebene eine bestimmte Lage hai Sn liefert etwa Licht mit einer in bezug aiii die Ursprung iche l.aee gedrehten Polarisationsebene ein Signal in diesen Detektor 28. Dieses Signal wird vom Ausgang 29 al· Ausgang abgenommen. Bei einem Lesevorgang liJ'er die Lichtquelle 15 einen Lichtstrahl 16 mit det erwünschten l.eseenergie, und dieser Lichtstrahl 16 w in. in der Ablenkungsanordnung 19. gesteuert durch dk Adresse im Register 20. auf die richtige Adresse (-Bitstelle) der Platte 1 gerichtet. Derjenige Teil de¹ Lichts, der keiner Domäne begegnet, ändert die Lage der Polarisationsebene nicht. Die Polarisationsebene desjenigen Teils des Lichts, der einer Domäne begegnet wird gedreht. Die Hälfte jeder Bitsielle 5 ist durch dk Maske 26 mit den Öffnungen 30 abgedeckt, dk Information tier An- oiler Abwesenheit einer Domäne in nur einer der beiden Domänenpositionen Π und 1-i wird hindurchgelassen. In diesem Beispiel wird stet' daraul geachtet, ob in <Jcr zweiten Position (14) ciik Domäne vorhanden ist oder nicht. Liefert der -VtISg₁UIi: 29 ein Signal, so war eine Domäne \orhander (Inlormationsbit = I). Liefert der Ausgang 24 keil Signal, so war keine Domäne in dieser Position dei adressierten Bitstelle vorhanden (Informationsbit =■ 0) Der beschriebene Atislesevorgang ist nicht destruktiv denn die Information gehl dabei nicht verloren Grundsätzlich kann der Auslesevorgang destruktiv gemacht werden (durch Licht mit einem größerer Lnergiemhalt, so dall wiederum eine Erwärmung Jei Stelle auftritt und ein Feld, etwa Λ: dafür sorgt, daii uacr dem Auslesen alle ersten Positionen 13 wieder besetzi werden), der Detektor 28 darf dann jedoch π■ .■ r für einer sehr kurzen Moment abgetastet werden, um zi. erfahren, wie der Inlormationsinhalt der adressierter Stelle lautete. Die dargestelle Speicheranordnung kanr selbstverständlich ebenfalls eine etwa in F" ig. 3 dargestellte Platte 1 enthalten, so dall das Linsehreiben unei ebenso das Atislesen für eine Anzahl von Biisieiier gleichzeitig erfolgen kann. Die Detektionsniittel nuiwr dann statt eines Lichtdetektors ebenso ν icle l.ichi-'ie'cktoren enthalten wie Bitstellen, die gleichzeitig -.du'-ehleuchtet« werden müssen.

In Fi g. 5 ist dargestellt, dall es ebenfalls zvvcckiiia-'iii; sein kann, den Informationsinhalt einer Plane 1 visuell sichtbar zu machen. Hierbei sind hinter der Maske 2l· (Fig.4) nicht ein Lichtdetektor sondern ebenso viele Lichldetektoren 31 auf einer Tafel 32 wie Bitstelien ί (noch einmal gestrichelt auf der Tafel 32 dargestellt) aiii der Platte 1 vorhanden. Der lnforrnationsmhah icde: Biisielie wird nun mithin sichtbar gemacht. Wenn cn Bit = 1 (Position 14 in F i g .4) vorhanden war. se) ist dies in einem Detektor 31 der Tafel 32 sichtbar. So kann ein ganzes Bild aufgebaut sein. In F 1 g. 5 ist ein Buchstabe 4 abgebildet. Die schwarzen Punkte können mithin von Domänen herrühren, die sich in den Positionen 14 der Platte 1(F ig. 4) befinden.

In Fig. 6 ist ein Gebilde aus einer Plane aus magnetischem Material 33 mit den darin befindlichen Domänen 4 und einer zusätzlichen Plane aus magnetischem Materia! 34 mit den Domänen 35 dargestellt. Die Platte 33 ist gleich der genannten Plane 1. und zwar in dem Sinne, daß die Platte 33 keine Punkte/Streifen u. a. aus einem leicht magnetisierbaren Material hat. Die Bitstellen (gestrichelt umrahmt) 36 haben auch hier wieder jeweils eine erste 37 und eine zweite Position 38 fur eine Domäne 4. Diese beiden Positionen 37 und 38 je Bitstelle sind durch entsprechende Domänen 35 in der zusätzlichen Plane 34 definiert. Diese Plane 34 bildet also mit Domänen 35 die stabilen Positionen, und zwar zwei je Bitstelle 36 der Platte 33. Dies beruht auf der

Wechselwirkung, die /wischen zwei übereinanderliegenden Domänen in Platten mit unterschiedlicher Dicke auftritt (siehe für F.in/elheilen die deutsche Patentanmeldung 22 37 369.9). Bei einer guten Wahl ist bei einer derartigen Konfiguration kein Grundleld // erforderlich, um die Domänen bestehen /u lassen. Die Platte 34 ist mit Domänen völlig gefüllt, und /war hier entsprechend einer hexagonalen Giitereinteihmg (siehe Kreis 39). Was eine solche Füllung für die Bitstellenorganisation in der Pkitte .33 bedeutet, in der der Finfluß m, i\cv Domänen 35 der Plane 34 auftritt, ist in F" ig. 7 dargestellt. Die (mit einer gestrichelten Linie angegebenen) Bitstellen 3b liegen also entsprechend einer Richtung des he\agonalen Gitters. Die F'rwärmung muli mithin im Auftreffbereich jeder der gezeichneten κ Steilen 3b auftreten können. Die Wirkung einspricht im weiteren derjenigen, clic in Zusammenhang mit Fig. 1 bereits beschrieben wurde. Fine Domäne 4 wird bei l'.rhu/uiig des Bereichs 40 sireifenlornig (4 ). und bei Abkühlung wird s:e dutch das ,ingelegte Feld h in die :■.. richtige Position (hier 38) vin den möglichen beiden Positionen (37 und 38) gebracht. Fin Feld /i'kann au! dieselbe Art und Weise das umgekehrte bcw irkcn.

In I ι L'.8 ist ein anderes Beispiel eines Speichers dargestellt. Als Beispiel wird hier das Gebilde der ;--Platten 33 und 34 nach i ι g. b verwendet Dieser Speichel' hat eine besonders grolle Speicherkapazität. Im Beispiel nach F i g. -4 wurde ein Informationsbit nach dem anderen behandelt, wahrend hier η gleichzeitig behandelt werden. In der Zeichnung ist η —- b, es kann j. ledoeh praktisch viel großer sein. Die Möglichkeit dazu wird dadurch geschaffen, daß hinler der bereits genannten l.ichtablenkungsanordnung 19 (sich entsprechende Fmzelteile sind mit denselben Be/ugs/iltern versehen) noch ein Strahlenteiler 41 verwendet witJ. :--, Dieser Strahlenteiler 41 teilt einen Lichtstrahl lh. der in der Anordnung 19 bereits eine Richtung erhalten h it. die einer adressierten Bitstelle einer Platte 3 entsprich;, in /; (= n) gesonderte Strahlen, die jeweils au! e:ue gesonderte Platte 33 auftreffen. Mit der Adresse ι:;¹ ₄-. Register 20 ist damn ein ganzes Wort von :? - h Bus selektiett. lede Platte 33 wird mithin in derselben Bitstelle getroffen. Hinter ieder Pk: nc 3 3 si;;d cmc zusätzliche Plane 34. eine Maske 2b. ein Liclitieüe¹' 27 OTIs_-J ein Lichtdetektor 28 angeorc.ne; (nur em-:.:! .<< dargestellt, iedoch im weiteren durch die Bezugszilter 42 zusammengefaßt), lede Kombination 42 hat e::¹·.-;-Signal,lus^aüL' 24. Ferner hat iede Kombination 42 c;:.e Feidiuieiie 43. die ein Feld η bzw. /; in der Fbeiie de:' Platte 33 liefern kann. Schließlich ist noch cm Inlormaiionsregister 44 vorhanden. Die Wirkungsweise entspricht vollständig der obengenannten bei I i g. 4 in dem Sinne, daß nun die stabilen ersten und /weiten Positionen für jede lötstelle durch die vollständig mit Domänen gefüllte Platte nach l'ig.h geliefert werden. Beim umschreiben wird fur jede Platte 33 lur jedes beirellende Bit eines einzuschreibenden Worts festgestellt, welche Richtung das Magnetfeld Λ'/i'/iiaben muß. damit die Domänen ihre richtige Position einnehmen. Um dies zu erreichen, wird ein einzuschreibendes Won in das Informationsregister 44 gesetzt. Von hier uns werden die Feldquellen 43 gesteuert, um bei einem 1 -Bit in 44 ein Feld h und bei einem O-Bii in 44 ein Feld h zu liefern. So kann m einen¹ Vorgang ein ganzes Wort eingeschrieben w erden. Beim Auslesen wird wieder ein ganzes W οι t ν mi tier I .iehtablenkungs.illordnung 14 au¹· in Kombination mit den¹ Strahlenteiler 41 selcKtiert Das Licht dien! dazu, viv An- oder Abwesenheit von Domänen in etwa ilen beireifenden zweiten -Osiuoncn der jeweiligen Bilstellen der Platten 3 3 lestziisiellen Diese Detektion sorgt mithin gegebenenlalls tür ein Signal .in den Ausgangen 29. Die gemeinsai ι en Ausgange 29 liefern also das ausgeiesene W ort. Fs se bemerkt, daß bei der Verwendung von vollständig mn Domänen gelullten Planen 34 beim I-"msehreiben vor Information die Domänen m einer solchen Platte 34 keine Formänderung infolge von Frw ,i: Mung eriahrei dürfen, da sonst die Definition der stabilen Positioner verloren gehen würde. Dies laßt sich emlach dadurch verhindern, daß für die Platten 34 ein magnetische¹ Material ν eru endet w ird. das keine oder nur eine ι ekitiv hohe Aiisgleicnsiemperatur hat.

Ferner sei angemerkt, daß beim Auslesen bei dci Verwendung der genannten Plane): 34 immer eiiu Domäne im l.ichlweg \on dci Plane 53 zum Detektoi 28 vorhanden ist. da nämlich d:e Pkrte 34 \ollstandis. mit Domänen 35 gelullt ist. Dennoch ;st eir'.e Detektiot der An- o;ler Abwesenheit einer lionM'ic -liuvii /vncmc; Dornaiienpositionen in den Pl,inen 53 nv.'glkh. da du Drehung der Polarisationsebene, die it'.mer inlolge üe Domänen 35 in der Pkiiie 34 aulin::, groß !vw. we-vge groß ist inii'itie de;' 'Lais.iche. d.iß eine Don\i:-:e ^:vw Leine Don-a-u m der -en.mnie-i /u eilen Pos;:ioi: de Biisteile .Hü ,!e" PI.-iK 35 vorhalte: lsi. Die Wahl Je Lki"-:deiekio;-i.!'·, 28 Jie diese I ιιλί'^'^ίλ!'¹ '-''■ ^!e Drehung der l'olarisatior-.seberie lests'-üv.·! ko-:;K·::. is mithin naheliegend.

Hierzu 2 Blatt Zeichnungen

Claims

Patentansprüche:

1. Magnetspeicher mit einer Platte aus magnetischem Material mit darauf befindlichen, funktionell bestimmten Bitstellen, wobei jede Bitstelle eine erste und eine zweite Posiiion für je Bitstelle eine Domäne mit einem im wesentlichen kreisförmigen Querschnitt enthält, ferner mit Fortpflanzungsmitteln, um die Domäne auf steuerbare Weise von einer ersten zu einer zweiten Posiiion oder umgekehrt in einer gewählten Bitstelle zu bewegen, und mit Detektionsmitteln, um an einer Bitstelle die Anwesenheit einer Domäne in einer der beiden Positionen, festzustellen, wobei ferner die Platte aus nvignetischem Material eine Ausgieicnsiemperaiur für die Magnetisierung hat und von Mitteln umgeben ist. um die Platte auf einer nahezu konstanten Temperatur zu halten, wobei ferner eine Strahlungsquelle und ein Strahlenablenkungs- und Adressiersystem vorhanden sind. dadurch gekennzeichnet, daß die Strahlungsquelle einen mit Hilfe des Ablenkiings- und Adressiersystems an jeweils zumindest einer Bitstelle posiiionierbaren. Wärmeenergie tragenden Strahl aussendet, mit dem der Bitstelle in einem Temperalurbereich oberhalb der Ausgleichstemperatur eine Warniemenge, bei der die Domäne ihren im wesentlichen kreisförmigen Querschnitt in einen im wesentlichen streifenförmigen Querschnitt ändert, zuführbar ist. und daß ferner eine magnetische Feldquelle vorhanden ist, die ein Magnetfeld liefert, um wahrend der Abkühlung eine Domäne in einer der beiden Positionen der auf genannte Weise erwärmten Bitstelle anzuordnen, wobei diese Domäne ihren im wesentlichen streifenförmigen Quer- schnitt wieder in einen im wesentlichen kreisförmi gen Querschnitt ändert.

2. Magnetspeicher nach Anspruch !. dadurch gekennzeichnet, daß zum Definieren einer ersten und einer zweiten Domänenposition für eine Domäne je Bitstelle an der Stelle tier Bitstelle zumindest ein Element aus einem durch die genannte magnetische Fcidquellc leicht magnetisierbarer! Material vorhanden ist.

3. Magnetspeicher nach Anspruch 1. dadurch gekennzeichnet, daß /.um Definieren einer ersten und einer /weiten Domänenposition in der genant!- ten Platte für eine Domäne je Bitsteiie eine zusätzliche Platte ims magnetischem Material vorhanden ist. die für icd·.· este und /weile so Domiinenposition in der genannter: (Matt·,:- aus magnetischem Material eine Domäne enthält, wobei durch Wechselwirkung /wischen Domänen in der zusätzlicher Platte und Domänen der genannten Platte diese letzterer Domänen sich in einer der so geschaffenen zwei Positionen je Biistelle befinden.

4. Magnetspeicher nach Anspruch I. 2 oder 3. dadurch gekennzeichnet, daß die genannten Detektionsmitiei zum feststellen der Aim evenhen einer Domäne in einer der beulen Positioner, folgendes umfassen: eine Lichtquelle, deren Strahl aiii jeweils zumindest eine Bitstelle positionieren is; und wobei die Polarisationsebene des durch die Platte aus magnetischem Maiena' hindi:'vhlaiienden oder dann reflektierten l.ichi-· iiedrctit wird, wenn e·- fas dabei in der Platte einer Domäne begegnet, lerner eine Maske, die /unimües: 111 der Protektion aiii:

abdeckt, und ferner zumindest einen Lichtdetektor, mit dem die Drehung der Polarisationsebene des Lichts, das die genannte Maske passiert hat. feststellbar ist.

5. Magnetspeicher nach Anspruch 4. dadurch gekennzeichnet, daß je Bitstelle ein Lichtdetektor vorhanden ist. mit dem der Informationsinhalt der Platte aus magnetischem Material sichtbar gemacht werden kann.

6. Magnetspeicher nach Anspruch 4 oder 5. dadurch gekennzeichnet, daß die genannte Lichtquelle diejenige Strahlungsquelle ist. die den genannten die Wärmeenergie tragenden Strahl aussendet, wobei zum Feststellen der Positionen der Domänen in der Platte aus magnetischem Materia! die je Bitstel'.e zugeführte Wärmemenge kleiner isi als die je Bitstelle zugeführte Wärmemenge in dem Fall, in dem eine Domäne von einer ersten zu einer zweiten Position oder umgekehrt auf der Bitstelle bewegt wird.

7. Magnetspeicher nach einem oder mehreren der vornergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeich net, daß eine Anzahl der genannten Platten aus magnetischem Material angeordnet ist. und daß mit Hilfe des genannten Ablenkiings- und Adresstersv- 'Acv-.F. und durch Anwendung von Strahlern enci- lungsmitteln in jeder der Platten der genannten Anzahl von Platten jeweils zumindest eine Bitsteiie durch einen Strahl von der Strahlungsquelle aus erreichbar ist. und womit dann sowohl eine genannte Anzahl von Domänen verschoben werden kann aU auch ihre Anwesenheit in der ersten oder zweiten Position ihrer jeweiligen Bitstellen lcstgesteli: werden kann.