DE2411940A1

DE2411940A1 - Magnetische vorrichtung zum erzeugen von domaenen

Info

Publication number: DE2411940A1
Application number: DE2411940A
Authority: DE
Inventors: Jan Willem Frederik Dorleijn; Willem Frederik Druyvesteyn; Coenraad Jozef Maria Rooijmans
Original assignee: Philips Gloeilampenfabrieken NV
Current assignee: Koninklijke Philips NV
Priority date: 1973-03-13
Filing date: 1974-03-13
Publication date: 1974-09-19
Also published as: FR2221785A1; DE2411940B2; JPS5444422B2; CA1025116A; DE2411940C3; JPS49127537A; NL7303464A; US3938111A; SE399330B; BE812142A; IT1011565B; GB1448777A; FR2221785B1

Description

Dipl.-Ing, Dieter Poddig -

Patentaasessor phn.6800

Anmelder :1T.V. Philips «aioeilaniT.enf abrieten Τ^^^ϊ Akte: " PHN 6800
Snmeldung vom: 12.3«74

"Magnetische Vorrichtung zum Erzeugen von Domänen".

Die Erfindung bezieht sich auf eine magnetische Vorrichtung mit mindestens einer dünnen Schicht aus einem magnetisierbaren Material, das eine Vorzugsmagnet isationsrichtung nahezu senkrecht zu der Oberfläche der Schicht aufweist, welche Vorrichtung weiter Mittel enthält, mit deren Hilfe in dieser Schicht magnetische Domänen erzeugt, aufrechterhalten und gegebenenfalls zerstört werden.

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Die seltenen E_rci- und Yttrium-Orthoferrite und bestimmte Ferrite mit Granatstruktur sind Beispiele von für diesen Zweck brauchbaren Materialien. Die Materialien weisen eine Vorzugsmagnetisationsrichtung infolge einer ihnen eigenen einachsigen magnetischen Anisotropie auf. Diese einachsige Anisotropie kann durch ein sogenanntes einachsiges Anisotropiefeld gekennzeichnet werden. Als Mittel zum Aufrechterhalten und gegebenenfalls Zerstören der magnetischen Domänen in aus den genannten Materialien bestehenden Plättchen wird ein äusseres Magnetfeld H »verwendet, dessen Richtung wenigstens im wesentlichen mit der genannten -Yorzugsmagnetisationsrichtung des Plättchens zusammenfällt. Die magnetischen Domänen sind z.B. kreiszylindrisch und können nur bei Magnetfeldern H mit einer zwischen bestimmten Grenzen liegenden Stärke in stabiler Form bestehen. Diese Grenzwerte für das Feld sind u.a. von der Dicke der Platte, in der die Domänen auftreten, und von der chemischen Zusammensetzung derselben abhängig. Auch, können die Domänen ringförmig oder streifenförmig sein.

Der Übergang von der Richtung der Magnetisation innerhalb einer Domäne zu der entgegengesetzten Richtung ausserhalb der Domäne wird durch eine Wand gebildet. Eine ¥and kann verschieden gestaltet sein, und

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infolgedessen weisen die Domänen verschiedene Eigenschaften auf. So sind z.B. die Grenzen des Magnetfeldes H , innerhalb deren die Domänen in stabiler Form bestehen, verschieden. Weiter äussern sich die Unterschiede vor allem während der Bewegung der DomänBn. Eine Beschreibung dieser verschiedenen Arten Wände ist in "The Bell System Technical Journal", Heft 51 Nr. 6, Juli-August 1972, S. 1427-1431 gegeben. In einem bestimmten Fall ist die ganze Wand eine sogenannte Bloch-Wand. In einem anderen Falle enthält die Wand eine grosse Anzahl Bloch-Wandteile und auch eine grosse Anzahl Neel-Wandteile. Im ersten Falle ist von einer sogenannten normalen Domäne und im zweiten Falle von einer sogenannten harten Domäne die Redej Domänen mit einer Wand zwischen diesen extremen Fällen werden als Zwischendomänen bezeichnet.

Da Domänen mit Wänden verschiedener Gestalt sich während der Bewegung der Domänen verschieden verhalten, weist eine magnetische Vorrichtung, in der Domänen mit Wänden verschiedener Gestalt vorhanden sind, beim Betrieb grosse Nachteile auf. Die bekannte Mittel zum Erzeugen magnetischer Domänen in einer dünnen Schicht aus einem magnetisierbaren Material sind nicht imstande, nur Domänen mit einer Wand einer bestimmten Gestalt zu erzeugen. Zum Unterdrücken harter

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Domänen ist in "The Bell System Technical Journal", Heft 51, Nr. 6, Juli-August 1972, S. 144O-1444 die Anwesenheit einer zweiten magnetischen Schicht genannt. Dadurch wird die Herstellung der magnetischen Vorrichtung verwickelt.

Aufgabe der Erfindung ist es, Mittel vorzusehen, mit deren Hilfe Domänen erzeugt werden, die sich in der Praxis als normale Domänen verhalten. Dies geht aus der Tatsache hervor, dass sie für Werte

des Feldes H zwischen den für eine normale Domäne ο

geltenden Grenzen stabil sind-. Sie enthalten höchstens zwei Bloch-Wandteile.'

Die Erfindung ist dadurch gekennzeichnet, dass die Mittel zum Erzeugen der Domänen Mittel sind, mit deren Hilfe ein nahezu in der Ebene der Schicht liegendes, seine Richtung nicht änderndes Magnetfeld erzeugt und geändert wird. Wenn in der Ebene der Schicht ein Magnetfeld angelegt wird, das grosser als das einachsige Anisotropiefeld des Materials ist, wird die Schicht homogen magnetisiert. Die Magnetisation liegt dabei nahezu in der Ebene der Schicht. Wenn nun die Grosse des Magnetfeldes in der Ebene der Schicht verringert und auf Null herabgesetzt wird, werden magnetische Domänen gebildet. Diese Domänen sind für Werte des Feldes H zwischen den für eine normale

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Domäne geltenden Grenzen stabil, so dass sie sich in der Praxis wie normale Domänen verhalten. Jeder dieser Domänen kann zum weiteren Erzeugen einer Vielzahl

- von Domänen verwendet werden, die sich dann alle wie normale Domänen verhalten.

Die Grosse des Magnetfeldes in der Ebene der Schicht, das für die Erzeugung von Domänen benötigt wird, ist von der Grosse des einachsigen Anisotropiefeldes abhängig; das erstere Feld ist nahezu gleich dem letzteren Feld. Um die Anwendung einfach zu er-

- zeugender Magnetfelder zu ermöglichen, ist die Grosse des einachsigen Anisotropiefeldes H, des magnetisierbaren Materials vorzugsweise kleiner als 1000 Oe.

Insbesondere ist auf der Schicht eine Doraänen-Ieitungsstruktur vorhanden. Dann wird ein Teil der Domänen an der Domänenleitungsstruktur gebildet und diese Domänen können dann auf einfache Weist befördert werden.

Die Erfindung wird nachstehend beispielsweise an Hand der Zeichnung näher erläutert, deren einzige Figur eine magnetische Vorrichtung mit einer bestimmten Domänenleitungsstruktur zeigt.

In der Figur ist ein Teil eines Plattchens 1 aus magnetisierbarem Material dargestelltj auf der eine T-Stab-Struktur 2 aus Permalloy mit Polen 3, k, 5 und

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vorhanden ist. Es wird ein Feld H senkrecht zu dem

Plättchen 1 zum Aufrechterhalten der zu erzeugenden Domänen angelegt. Zum Erzeugen dieser Domänen wird ein Magnetfeld H in der angegebenen Richtung angelegt, so dass dies Plättchen in dieser Richtung homogen magnetisiert wird. Die Grosse dieses Magnetfeldes wird nun verringert und auf Null herabgesetzt. Dabei bilden sich in dem Plättchen eine grosse Anzahl magnetischer Domänen. In dem Gebiet, in dem sich die Domänenleitungsstruktur befindet, wird je nach der Richtung des Feldes H an jedem Pol 3 .oder an jedem Pol 5 eine magnetische.Domäne erzeugt. Diese Domänen werden

vom Feld H aufrechterhalten. Es hat sich herauso

gestelt, dass all diese Domänen bei Werten des Magnetfeldes H zwischen denselben Grenzen, und zwar zwischen den für eine normale Domäne geltenden Grenzen, stabil sind. Mit Hilfe eines in der Ebene des Plättchens 1 rotierenden Magnetfeldes können die Domänen längs der Struktur 2, und zwar längs der Pole 4, 5> 6, 3 j 4, 5>*··· verschoben werden. Auf diese Weise können die in der Vorrichtung erzeugten Domänen zu einer magnetischen Vorrichtung verschoben werden, in der auf bestimmte Weise diese Domänen benutzt werden. In einem praktischen Beispiel besteht das Plättchen

aus Y_n z-Gd „Pb Fe, 0Ga_{1 o}0_1o und weist eine Dicke 2,o 0,3 0» · 3jö 1,2 12

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von 6/tun auf. Dieses Material weist ein einachsiges Anisotropiefeld von 915 Oe auf, während die Sattigungsmagnetxsation 2k Gauss beträgt. Das Feld H beträgt 212 Oe und das Feld H ist 915 Oe. In einem anderen Beispiel besteht das Plättchen

^{aUS Y}2,68^Gd0,32^Fe4,08^Ga0,92°12 ^{und weist eine Dicke} von 8 /um auf. Dieses Material weist ein einachsiges Anisotropiefeld von 183 Oe auf, während die Sättigungsmagnetisation 22,2 Gauss beträgt. Das Feld H ist 200 Oe und das Feld H 180 Oe.

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Claims

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PATENTANSPRÜCHE;

1/ Magnetische Vorrichtung mit mindestens einer dünnen Schicht aus einem magnetisierbaren Material, das eine Vorzugsmagnetisationrichtung nahezu senkrecht zu der Oberfläche der Schicht aufweist, welche Vorrichtung weiter Mittel enthält, mit deren Hilfe in dieser Schicht magnetische Domänen erzeugt, aufrechterhalten und gegebenenfalls zerstört werden, dadurch gekennzeichnet, dass die Mittel zum Erzeugen der Domänen Mittel sind, mit deren Hilfe ein nahezu in der Ebene der Schicht liegendes, seine Richtung nicht änderndes Magnetfeld erzeugt und geändert wird.
2. Magnetische Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Grosse des einachsigen Anisotrnpiefeldes H, des magnetisierbaren Materials kleiner als 1000 Oe ist.

3· Magnetische Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, dass auf der Schicht eine Domänenleitungsstruktur vorhanden ist.

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