DE2520334A1 - Verfahren zur herstellung einer magnetisierbaren schicht fuer eine magnetische anordnung mit domaenen - Google Patents

Description

PHN. 75h3 DEEN/iVR/L 22.4.1975

PHN- 7543
..*>-«.« 5. Mai 1975

Verfahren zur Herstellung· einer niagnetisierbaren Schicht fur eine magnetische Anordnung mit Domänen.

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung einer magnetxsierbaren Schicht für eine magnetische Anordnung· mit Domänen, wobei auf einem einkristallinen Substratkörper eine einkristalline magnetisierbare Schicht^ aus einem Ferrit mit Granatstruktur angebracht wird. Die einkristalline magnetisierbare Schicht kann auf verschiedene Weise auf dem einkristallinen Substratkörper angeordnet werden, zum Beispiel durch Flüssigkeitsepitaxie ("liquid phase epitaxy") odei- durch Niederschlagen durch chemische Reaktion aus der Gasphase ("chemical vapour deposition"). Bei der Anwendung der magnetischan Anordnung sind Mittel zum Erzeugen niagne ti scher Domänen, Mittel zum Aufrechthalt en

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magnetischer Domänen in der Schicht und gegebenenfalls Mittel zum Vernichten magnetischer Domänen vorgesehen. Als Mittel für das Aufrechthalten und gegebenenfalls das Vernichten der magnetischen Domänen in der Schicht dient ein äusseres Magnetfeld H , dessen Richtung wenigstens hauptsächlich mit der bevorzugten Richtung für die Magnetisierung der Schicht zusammenfällt, die nahezu senkrecht auf der Oberfläche der Schicht steht. Die magnetischen Domänen sind zum Beispiel kreiszylinderförmig und können nur bei Magnetfeldern H , deren Stärke zwischen bestimmten Grenzen liegt, in einer stabilen Form bestehen. Diese Grenzwerte für das Feld sind u.a. von der Dicke der Schicht, in der die Domänen auftreten, und von der chemischen Zusammensetzung dieser Schicht'abhängig. Auch können die Domänen"ring- oder streifenförmig sein.

Der Übergang der Magnetisierungsrichtung innerhalb einer Domäne zur entgegengesetzten Richtung ausserhalb der Domäne \tfird durch eine Wand gebildet. Nun kann eine Wand vex^schiedene Gestalten haben und infolgedessen haben die Domänen verschiedene Eigenschaften. So unterscheiden sich zum Beispiel die Grenzen des Magnetfelds H , in dem die Domänen in einer stabilen Form bestehen. Weiter treten die Unterschiede besonders beim Bewegen der Domänen in den Vordergrund. Eine Beschreibung dieser verschiedenen Wandarten ist in "The Bell System Technical Journal", Band 51, Nr. 6, Juli-August 1972, Seiten 1427-1431, gegeben. In einem bestimmten Fall ist die ganze Wand eine sogenannte: Bloch-¥and.

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In einem anderen Fall enthält die Wand eine Vielzahl von Bloch-Vänden sowie eine Vielzahl von Neel-Wänden. Der erste Fall wird eine normale Domäne und der zweite Fall eine harte Domäne genannt; Domän'en mit einer Wand zwischen diesen beiden äussersten werden Zwischendomänen genannt.

Da sich Domänen mit Wänden unterschiedlicher

Gestalt beim Bewegen der Domänen verschieden verhalten, hat eine magnetische Anordnung, in der sich Domänen mit Wänden unterschiedlicher Gestalt befinden, während des Gebrauchs grosse Nachteile. Zum Unterdrücken harter Domänen ist in "The Bell System Technical Journal, Band 51, Nr. 6, Juli-August 1971 > Seiten 1^31-1^3,5» ein Aufbau zweier magnetisierbarer Schichten beschrieben, deren Ausgleichstemperaturen an beiden Seiten der Raumtemperatur liegen. Die zwei magiietxsierbaren Schichten werden nacheinander aufgetragen. Wie auf Seite 1^35 erläutert worden ist, bedeutet die Herstellung eines Aufbaus mi-t einer Anzahl von Schichten eine weitere Komplikation des Verfahrens zur Herstellung magnetisierbarer Schichten, in denen Domänen auftreten. Als andere Methode ist die Anwendung von Ionenimplantation, in einer einfachen Schicht erwähnt. Im Zusammenhang mit den für Ionenimplantation erforderlichen hohen elektrischen Feldern führt diese Lösung gleichfalls zu Komplikationen.

Die Erfindung gibt ein Verfahren an, in dem auf einfache Weise ein Aufbau verwirklicht wird, in dem keine harten Domänen auftreten. Erfindungsgemäss wird auf dem einkristallinen Substratkörper eine Schicht mit einer Zusammensetzung Y La Fe Ga O₁ mit 0,1 <C x "ζ 0,2 und 1,0 <T y K. 1j5 angeordnet, auf der anschliessend eine SiO-haltige

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Schicht angeordnet und die Ferritschicht einige Zeit auf einer Temperatur zwischen 3OO°C und 600°C gehalten wird. Bei dieser Temperaturbehandlung ändert sich die Zusammensetzung des oberen Teiles der Ferritschicht. Die Ausgleichstemperatur der erwähnten Ferritzusammensetzungen liegt nahe Raumtemperatur. Die bei der Temperaturbehandlung auftretende Änderung der Zusammensetzung führt dazu, dass die Ausgleichstemperatur des oberen Teiles der Ferritschicht gerade an der anderen Seite der Raumtemperatur zu liegen kommt. Auf diese Veise wird ein Aufbau mit Teilschichten verwirklicht, dessen Ausgleichstemperatüren an beiden Selten der Raumtemperatur liegen.

Auf der Ferritschicht wird eine SiO-haltige

Schicht angeordnet. Sie ist zum Beispiel eine aus SiO und Si oder eine aus SiO und SiO oder eine aus SiO, Si und SiO bestehende Schicht. Das Auftragen dieser Schicht kann auf verschiedene Veise erfolgen, zum Beispiel durch Zerstäuben oder Niederschlagen durch chemische Reaktion aus der Gasphase. Die Dicke der, SiO-haltigen Schicht ist nicht kritisch.

Die Temperaturbehandlung erfolgt zwischen 300 °C und 600°C, d.h. unter der Wachstumstempez'atur des Ferrits. Die Untergrenze wird dadurch bestimmt, dass Ionentransport zwischen den zwei Schichten und in der Ferritschicht innerhalb annehmbarer Zeit erfolgt. Die Dauer der Temperaturbehandlung ist selbstverständlich von der Temperatur abhängig. Wird die SiO-haltige Schicht bei erhöhter Temperatur angeordnet, erfolgen die beiden Verfahrenstufen gleichzeitig.

Die Erfindung wird an Hand eines Beispiels näher erläutert.

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BEISPIEL:

Auf einer einkristallinen Scheibe aus Gd Ga 0

wird durch Flüssigkeitsepitaxie bei einer Temperatur zwischen 900⁰C und 1000⁰C eine Schicht aus einem magnetischen Ferrit mit Granatstruktur der Zusammensetzung Y„ _o.La_n _Fe

2,«5 0,15 3i75

Ga _01 mit einer Dicke von ungefähr 5/^uni angeordnet. Die einkristalline Scheibe mit der darauf vorhandenen Ferritschicht wird in einem Halter eines Zerstäubungsgeräts angeordnet. Die Haltertemperatur beträgt ungefähr 200⁰C. Für 1 Stunde wird eine SiO-haltige Schicht aus einer SiO-haltigen Quelle auf die Ferritschicht zerstäubt. Bei dieser Behandlung bekommen die aus der SiO-haltigen Quelle befreiten Partikeln eine derartige kinetische Energie, dass sie"die Ferritschicht treffen und diese Energie stellenweise in Wärme umwandeln, sodass die Ferritschicht eine Temperatur zwischen 300°C und 600°C annimmt. Auf diese.Weise entsteht eine SiO-haltige Schicht mit einer Dicke von ungefähr 1 ,um, zwischen den beiden Schichten und in der Ferritschicht hat ein Ionentransport stattgefunden. Bei Verwendung dieser Ferritschicht in · einer magnetischen Anordnung mit Domänen stellt es sich heraus, dass diese Domänen für Werte für das Feld H zwischen den für eine normale Domäne geltenden Grenzen stabil sind, so dass sie sich in der Praxis als normale Domänen verhalten. Dies bedeutet, dass die in der Schicht auftretenden Domänen höchstens zwei Blochwände enthalten.

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Claims (2)

1. PHN. O

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   PATENTANSPRÜCHE:

   Verfahren zur Herstellung einer magnetisierbaren Schicht für eine magnetische Anordnung mit Domänen, bei dem auf einem einkristallinen Substratkörper eine einkristalline maghetisierbare Schicht aus einem Ferrit mit Granatstruktur angeordnet' wird, dadurch gekennzeichnet, dass auf dem einkrjstallinen Substratkörper eine Schicht mit einer Zusammensetzung Y La Fe₁. Ga O_1n mit 0,1 < χ < 0,2 und 1 ,0 < y < 1 , "5

   3-x χ 5-y y 12 = = = =

   angeordnet wird, auf der anschliessend eine SiO-haltige Schicht angebracht urid die Ferx"itschicht einige Zeit auf einer Temperatur zwischen 300⁰C und 600°C gehalten wird.
2. 2. Magnetisierbar, gemäss dem Verfahren nach

   Anspmch 1 hergestellte Schicht.

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