DE2527916A1

DE2527916A1 - Magnetisches einzelwanddomaenensystem

Info

Publication number: DE2527916A1
Application number: DE19752527916
Authority: DE
Inventors: Otto Voegeli
Original assignee: International Business Machines Corp
Current assignee: International Business Machines Corp
Priority date: 1974-07-01
Filing date: 1975-06-23
Publication date: 1976-01-22
Also published as: US3982234A; FR2277410B1; JPS519635A; FR2277410A1; GB1508057A

Description

Aktenzeichen der Anmelderin: SA 973 031

Magnetisches Einzelwanddomänensystem

Die Erfindung betrifft ein magnetisches Einzelwanddomänensystem für Informationsverarbeitung, bei dem auf einer magnetischen Domänen-Verschiebungsschicht, enthaltend die verschiebbaren magnetischen Informations-Einzelwanddomänen, eine hart-magnetische Schicht, enthaltend ein zumindest semipermanentes magnetisches Domänenmuster angebracht ist.

Normalerweise wird die Weiterleitung der Informations-Einzelwanddomänen in der Domänen-Verschiebungsschicht auf verschiedene Weisen durchgeführt, örtlich hervorgerufene Magnetfelder durch abwechselnd erregte stromdurchflossene Leiter können die Einzelwanddomänen von einer Stelle auf die andere ziehen; andererseits lassen sich Magnetpole, die die Einzelwanddomänen aufeinanderfolgend anziehen bzw. abstoßen, durch weichmagnetische Auflagen auf der Domänen-Verschiebungsschicht mit Hilfe eines sich in der Ebene dieser Schicht drehenden magnetischen Feldes herbeiführen. In allen diesen Fällen folgt jedenfalls eine Domäne jeweils örtlich entstehenden Polen, so daß durch Aufbringen entsprechender Weiterleitungsmuster, Domänen sich in beliebiger Weise durch die Domänen-Verschiebungsschicht führen lassen. Als geeignetes Material für eine solche Domänen-Verschiebungsschicht dient im allgemeine ein Seltene-Erden-Orthoferrit oder ein Granat; jedenfalls ist die Achse der leichten Magnetisierbarkeit

509884/0797

in Richtung der Normalen der Schicht ausgerichtet.

Bei einer weiteren bekannten Anordnung ist die Domänen-Verschiebungsschicht mit einer zweiten Schicht überdeckt, die ein zeitlich variierendes magnetisches Muster zur Verschiebung der Einzelwanddomänen in der ersten Schicht besitzt, wie es in der USA-Patentschrift 3 503 054 beschrieben ist. Die Überzugsschicht besitzt dabei eine höhere Koerzitivkraft als die Domänen-Verschiebungsschicht, so daß magnetische Einzelwanddomänen in der Domänen-Verschiebungsschicht durch örtliche Magnetisierung in der Schicht mit hoher Koerzitivkraft in vorgegebenen Stellen festgehalten werden können. Andererseits bleiben bei Einwirken des Weiterleitungs-Magnetfeldes auf die magnetischen Einzelwanddomänen die örtlichen Magnetisierungen in der Schicht oder jeweilige Koerzitivkraft hiervon unberührt.

Zusammenfassend läßt sich feststellen, daß zur Weiterleitung magnetischer Einzelwanddomänen in einer Domänen-Verschiebungsschicht vorgefertigte Weiterleitungsmuster dienen, die entweder in der gewünschten Form auf die Domänen-Verschiebungsschicht aufgebracht werden oder durch nachträgliche Bearbeitung hierauf in die gewünschte Form, bzw. in das gewünschte Muster gebracht werden. Hierzu können Ätzverfahren oder Kathodenzerstäubung und Maskenverfahren dienen. Das Weiter leitungsmuster ist dann jedenfalls ein für alle mal festgelegt.

Die Aufgabe der Erfindung besteht darin, ein solches Weiterleitungsmuster ohne entsprechende Vorbehandlung oder Nachbearbeitung in zumindest semipermanenter Weise in eine auf die Domänen-Verschiebungsschicht aufzubringende besondere hartmagnetische Schicht einzubringen.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß gelöst, wie es im kennzeichnenden Teil des Patentanspruchs 1 angegeben ist. Hiermit ergibt sich eine kompakte Anordnung, bei der sich ein stationäres magnetiches Polmuster in der hartmagnetischen Schicht befindet,

SA 973 031

SO 9 88 4 /079 7

das dann in vorteilhafter Weise zur entsprechenden Einwirkung auf die Informations-Einzelwanddomänen in der Domänen-Verschiebungsschicht dient.

Zur erfindungsgemäßen Bildung eines Domänen-Weiterleitungskanals werden die Maßnahmen der Ansprüche 2 und 3 angewendet, wobei die magnetischen Einzelwanddomänen jeweils durch die impulsartig entstehenden Magnetfelder über die Sägezahnspitzen des Weiterleitungsmusters herübergehoben und in die jeweils nächste stabile Lage gebracht werden. Durch aufeinanderfolgende Impulssteuerung des Weiterleitungsleiters lassen sich die Informations-Einzelwanddomänen längs des in gewünschter Weise ausgelegten Weiterleitungskanals verschieben.

Wenn bei bisher bekannten Weiterleitungsmustern diskrete Strukturelemente in Form von Permalloystreifen z.B. Anwendung finden, dann ist hierdurch auch zwangsläufig die Mindestabmessung eines Einzelwanddomänensystems festgelegt. Solche diskrete Elemente lassen sich nämlich nur mit begrenzter Auflösung auf die Domänen-Verschiebungsschicht anbringen, so daß hierdurch der Mindestabstand zwischen benachbarten Domänen-Weiterleitungskanälen festgelegt ist. Da der Domänendurchmesser allgemein den Strukturabmessungen angepaßt sein soll, ist es somit auch nicht möglich, Informations-Einzelwanddomänen mit einem geringeren Durchmesser, als er hierdurch vorgegeben ist, zu verwenden. Zur Herabsetzung des Aufwandes jedoch ist eine entsprechende Reduzierung der Abmessungen in beiden Fällen wünschenswert und auch anzustreben. Dank der Erfindung läßt sich beides realisieren. Dadurch, daß die hart-magnetische Schicht als Steuerfilm keine mechanischen Strukturen aufweist, sind auch die Bedingungen für eine gleichförmige mechanische Spannung innerhalb dieses Films gegeben. Die Domänenmuster in der hartmagnetischen Schicht, sei es zur Bildung eines Domänen-Weiterleitungskanals, sei es zur Begrenzung der Domänen in einem bestimmten Bereich, lassen sich mittels Verfahren einbringen, die eine sehr viel größere Auflösung gestatten, als es bei Abtragungs- und Auftragungsverfahren (Ätzen, Sprühen) möglich

SA 973 031

509884/0797

ist. Außerdem lassen sich die Domänenmuster, die zwar durch den Betrieb des magnetischen Einzelwanddomänensystems überhaupt nicht zu beeinflussen sind, ganz leicht nach Bedarf abändern oder löschen. Dies entspricht einer semipermanenten Speicherung. Weitere vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung lassen sich den Unteransprüchen entnehmen.

Ein großer Vorteil der Erfindung liegt ferner darin, daß sich die in die hartmagnetische Schicht eingebrachten Domänenmuster leicht korrigieren bzw. ausbessern lassen. Im übrigen ist die Auflösung des stationären Domänenmusters in der hart-magnetischen Schicht durch das Aufzeichnungsmuster bedingt, das z.B. mittels eines Aufzeichnungsmagnetkopfes erzeugt werden kann. Die Breite der stationären Domänenmuster hängt dabei von der Polstückdicke eines Dünnfilm-Aufzeichnungsmagnetkopfes ab. Da hierbei gewaltige Fortschritte in der Reduzierung der Aufzeichnungsstärke erfolgt sind, ist es möglich unter Anwendung der Erfindung, Informations- , Einzelwanddomänen anzuwenden, deren Durchmesser unterhalb von 1 pm, liegt. Die Verwendung von Einzelwanddomänen diesen Durchmessers ist vorteilhaft bei neuerdings vorgeschlagenen Domänen-Schichtgittern, bei denen Domänen auf einem begrenzten Flächenbereich dicht an dicht zur Informationsspeicherung unter Wirkung ihrer gegenseitigen Wechselwirkungskräfte gespeichert sind. Die für ein solches Domänen-Schichtgitter erforderlichen Begrenzungsmittel ! können durch ein entsprechendes Domänenmuster in der hart-mag- j netischen Schicht bereitgestellt werden. Zur Paralleleingabe | von Informations-Einzelwanddomänen in dieses Domänen-Schichtgitter lassen sich dann vorteilhafterweise die erfindungsgemäßen Domänen-Weiterleitungskanäle anwenden. Entsprechendes gilt analog für die Abführung von Informations-Einzelwanddomänen aus dem Domänen-Schichtgitter zu den Abfühlstationen.

Weitere Vorteile und Merkmale der Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Ausführungsbeispielsbeschreibung anhand der unten aufgeführten Zeichnungen und aus den Patentansprüchen.

YO 973 031

5098 8 4/0797

Es zeigen:

Fig. 1 die schematische Ansicht eines Informations

speichers gemäß der Erfindung,

Fig. 2 einen ausschnittsweisen Querschnitt längs der

Linien 2-2 in der Speicherschicht der Anordnung nach Fig. 1,

Fig. 3 ebenfalls einen ausschnittsweisen Querschnitt

der Speicherschicht, in der eine stationäre Domänengrenze zur Steuerung einer beweglichen Domäne eingezeichnet ist und die darunterstehende graphische Darstellung die resultierende Kräfteverteilung veranschaulicht,

Fig. 4 eine ausschnittsweise Querschnittsansicht der

Filmschicht mit stationären Domänengrenzen und darunterstehender graphischer Darstellung für die resultierende Kräfteverteilung,

Fig. 5A eine ausschnittsweise Querschnittsansicht der

Speicherschicht mit stationärer Domänengrenze zur Steuerung beweglicher Domänen einschließlich darunterstehender graphischer Darstellungen zur Andeutung der Kräfteverteilung,

Fig. 5B eine graphische Darstellung zur Erläuterung des

Temperatureffektes bei dem in Fig. 5A verwendeten Schichtlaminat,

Fig. 6 die schematische Darstellung eines Informations

speichers in Anwendung eines Domänen-Schichtgitters, gemäß der Erfindung.

YO 973 031

509884/0797

Das Ausführungsbeispiel gemäß der Erfindung stützt sich auf ein magnetisches Einzelwanddomänensystem, bei der die die magnetischen zylindrischen Einzelwanddomänen enthaltende magnetische Schicht keinerlei weichmagnetische Auflagen besitzt, um die magnetischen zylindrischen Einzelwanddomänen in dieser Schicht weiterzubewegen, bzw. zu verschieben. Magnetische Schaltungsmaßnahmen zur Steuerung der magnetischen Einzelwanddomänenbewegung befinden sich gemäß der Erfindung viel mehr in einem hartmagnetischen Film, der auf die als Medium für die magnetischen zylindrischen Einzelwanddomänen dienende magnetische Schicht aufgelegt ist. Gemäß einem vorgegebenen Muster befinden sich stationäre magnetische Domänen in diesem hartmagnetischen Steuerfilm, unter deren Wirkung dann die Verschiebung, bzw. Bewegung der magnetischen zylindrischen Einzelwanddomänen in der magnetischen Schicht gesteuert wird.

Das bevorzugte Ausführungsbeispiel befaßt sich mit Maßnahmen zur Steuerung beweglicher magnetischer Domänen allgemein, obwohl die nachfolgende Beschreibung eine Steueranordnung zur Anwendung speziell auf kreisförmige magnetische zylindrische Einzelwanddomänen vorsieht. Demgemäß wird im folgenden der Ausdruck: magnetische Domäne verwendet, ohne die Erfindung jedoch auf die Anwendung von kreisförmigen Einzelwanddomänen beschränken zu wollen.

Das mit Fig. 1 vorliegende Anschauungsmodell enthält einen Informationsspeicher 10, bestehend aus einem Laminat 12 mit einer Domänen-Verschiebungsschicht 14, beispielsweise aus Granat und einem Steuerfilm 16. Der Steuerfilm 16, bestehend aus hartmagnetischem Material, dehnt sich im wesentlichen über die gesamte Domänen-Verschiebungsschicht 14 aus oder zumindest über die für die Domänensteuerung erforderlichen Gebiete. Der hartmagnetische Steuerfilm 16 zeichnet sich durch hohe Koerzitifkraft und hohe magnetische Remanenz aus, so daß ein permanentes Magnetfilmmuster mit Hilfe stationärer Domänen innerhalb dieser Schicht gebildet werden kann, wobei hierzu entsprechend gerichtete äußere Magnet-

SA 973 031

509884/0797

felder dienlich sind. Die magnetischen Eigenschaften des Steuerfilm müssen derart sein, daß unter Berücksichtigung aller Umwelteinflüsse, bedingt durch die verschiedensten mehr oder weniger starken Magnetfelder keine Änderungen zu verzeichnen sind, bzw. deren Auswirkungen vernachlässigbar sind.

Im Prinzip lassen sich geeignete Magnetpolmuster im hartmagnetischen Material so einbringen, daß ihre Magnetisierung entweder parallel zur Schichtebene oder senkrecht hierzu gerichtet ist. In jedem Falle entstehen magnetische Streufelder, wenn die Magnetisierung ihre Polarität umkehrt, oder exakter ausgedrückt, wenn immer die Divergenz der Magnetisierung von Null verschieden ist. Es sei bemerkt, daß die erwünschten Eigenschaften des hartmagnetischen Materials im großen und ganzen gleich denen sein sollten, wie sie für Magnetaufnahmemedien (Magnetbänder etc) üblich sind. Tatsächlich lassen sich dann auch Materialien dieser Art zur Herstellung des Steuerfilms 16 verwenden. Während in einem solchen Medium die Magnetisierung sich auf die Richtung in Filmebene beschränkt, zeigen sich jedoch auch Vorteile, wenn ein Medium zur Verfügung steht, deren leichte Achse der Magnetisierung normal zur Filmebene gerichtet ist, in der die magnetischen übergänge eigentümlich danach streben, sich längs wohldefinierter gerader Linien auszubilden. Verfahren zum Induzieren solcher Anisotropy-Eigenschaften mit leichter Achsenrichtung normal zur Filmschichtebene sind ansich bekannt. Im bevorzugten Ausführungsbeispiel wird als Steuerfilmmaterial die gleiche kristalline Struktur verwendet, wie sie für die Domänen-Verschiebungsschicht Anwendung findet, so daß sich der Steuerfilm mit

Hilfe von Epitaxi-Verfahren auf die Domänen-Verschiebungsschicht aufbringen läßt. Da der sich so ergebende Steuerfilm als einkristallin bezeichnet werden kann, ist auch seine Hysterisischschleife im großen und ganzen vollkommen rechteckig, so daß die Beibehaltung eines hierin eingeprägten Domänenmusters gewährleistet ist. Diese erwünschten koerzitiven und anisotrop!sehen Eigenschaften des hartmagnetischen Materials hängen im wesentlichen von der Filmzusammensetzung und vom Herstellungsprozeß ab. Methoden zur

SA 973 031

509884/0797

2&27916

Herstellung solcher Filme sind an sich bekannt. So sind z.B. durch Aufschleudern aufgebrachte Filme, bestehend aus Gadolinium-Eisengranat (Gd₃Fe₅O₁₂) von 0,5 pm Dicke verwendet worden. Filme dieser Zusammensetzung sind mit Hilfe von Epitaxieverfahren auf 4 pm Dicke Granat-Domänen-Verschiebungsschichten mit einer Zusammensetzung, bestehend aus Eu, Y_{3 3} Fe_{3 9} Ga 0 „ aufgetragen worden. In den Fällen, wo eine dünne Trennschicht verwendet worden ist, [ um eine Austauschkopplung zwischen Steuerfilm und Domänen-Verschiebungsschicht auszuschalten, ist eine Zwischenschicht, bestehend aus nichtmagnetischen Gadolinium-Galliumgranat von etwa 0,1 Jim Dicke verwendet worden. Das sich ergebende Laminat besitzt eine monolithische kristalline Struktur.

Die Informations-Speiehereinrichtung IC nach Fig. 1 wird als Schieberegisterserie betrieben, von der zwei Schieberegister 18 und 20 gezeigt sind,' die jeweils eine magnetische Schaltung für die Eingabe, die Weiterleitung und die Ausgabe magnetischer Einzelwanddomänen besitzen. Die Eingabe- oder Schreibmittel für den Weiterleitungskanal sind durch eine Leiterschleife 22 angedeutet, die zwischen einer Impulsquelle 24 und Erdpotential liegt. Die Ausgabemittel des Schieberegisters 20 sind durch eine magnetoresistive Abfühleinrichtung 26 dargestellt. Die magnetoresistive Abfühleinrichtung 26 ist mit einer Anzeigebzw. Nutzungseinrichtung verbunden. Ein Magnetfeldgenerator 30 erzeugt ein Vormagnetisierungsfeld HZ, das ausreicht, einen bevorzugten Durchmesser für die in der Domänen-Verschiebungsschicht 14 enthaltenen Domänen D beizubehalten. Die magnetische Schaltung zur Weiterleitung der Domänen besteht aus einem Zickzack- oder Sägezahnmuster 34, das sich aus stationärer magnetischer Domänenformation im hartmagnetischen Steuerfilm 16 ergibt und einem flächenhaften elektrischen Leiter 33 zusammenwirkt, so daß ein entgegengesetzt gerichtetes Magnetfeld mit Hilfe eines Stromes I bereitgestellt wird, der vom Stromgenerator 36 geliefert wird. Eine Steueranordnung 32 ist mit der Impulsquelle 24,

SA 973 031

509884/0797

dem Magnetfeldgenerator 30, der Nutzungs- und Anzeigevorrichtung 28 und dem Weiterleitungs-Stromgenerator 36 zur Auswahlsteuerung verbunden, um nach Bedarf während des Informations-Speichervorgangs eingesetzt zu werden.

In der Darstellung nach Fig. 1 ist lediglich aus Gründen größerer Klarheit ein elektrischer Leiter 33 gezeigt. Es versteht sich aber, daß der elektrische Leiter 33 durchgehend dem Sägezahnmuster 34 überlagert sein muß, um das entgegengesetzt gerichtete Magnetfeld zur Weiterleitung der magnetischen Einzelwanddomänen bereitzustellen. Eine gleiche magnetische Schaltung ist für das Schieberegister 18 vorgesehen.

Die Information wird in den Schieberegistern der Fig. 1 in Form des Auftretens oder Fehlens magnetischer zylindrischer Einzelwanddomänen als "1" bzw. "0" gespeichert. Das jeweilige Auftreten einer Magnetdomäne in Fig. 1 wird durch eine Gruppe von mit D bezeichneten Kreisen angedeutet. Das jeweilige Fehlen einer Magnetdomäne wird jeweils durch einen gestrichelten Kreis angezeigt. Demnach ergibt sich für das vorliegende Ausführungsbeispiel, daß im Schieberegister 18 der Wert 1001, gezählt von links nach rechts, und der Wert 0110 im unteren Schieberegister 20 gespeichert ist.

Aufeinanderfolgende Bits werden am Eingang bzw. der Schreibposition des unteren Schieberegisters 20 gebildet und zwar synchron mit der InformationsverSchiebung im Schieberegister und der Abfühlung der Magnetdomänen an der magnetoresistiven Abfühleinrichtung 26. Die Speicherung in Form des Auftretens oder Fehlens einer Magnetdomäne D in der Schreibposition hängt vom Auftreten oder Fehlen eines Impulses im Leiter 22, zum jeweils vorgegebenen Zeitpunkt ab. Das Auftreten eines Impulses im Leiter 22 führt zur Nukleation einer Magnetdomäne D mit Hilfe der Schreibmittel, die ja aus der Impulsquelle 24 und dem Leiter 22 bestehen und auf die Eingangsposition der magnetischen Weiterleitungs-

SA 973 031

509884/0797

schaltung einwirken.

Die Weiterleitung von Magnetdomänen unter Anwendung des Sägezahnmusters beruht auf der Tatsache, daß eine Magnetdomäne D danach strebt, sich in Richtung eines in Richtung der Schichtebene angelegten Magnetfeldes unter der Wirkung des elektrischen Leiters 33 weiterzubewegen. Domänenweiterleitung wird herbeigeführt, indem die magnetischen Domänen jeweils in aufeinanderfolgende symmetrische Energiefangstellen nacheinander eingebracht und herausgehoben werden und so von Fangstelle zu Fangstelle laufen. Diese Energiefangstellen sind demnach in diesem sägezahnförmigen Weiterleitungsmuster enthalten. Da die Einzelwanddomänen jeweils eine stabile Lage in diesem Sägezahnmuster einnehmen, wo die magnetostatische Energie ein Minimum aufweist, lassen sich die Einzelwanddomänen sehr viel leichter von den Sägezahnspitzen abrücken als an den Sägeζahnrücken bringen. Infolgedessen werden die Einzelwanddomänen D in Richtung des Pfeiles 35 längs der Sägezahnanordnung fortbewegt, indem die Richtung des Stromes I durch den elektrischen Leiter 33 entsprechend gesteuert wird. Wenn das durch den elektrischen Leiter 33 hervorgerufene Magnetfeld die Einzelwanddomänen D in der Zeichenebene der Fig. 1 nach oben bewegt, dann gelangen die Einzelwanddomänen D oberhalb des unteren Sägezahns und über dessen Spitzen hinweg in den Weiterleitungskanal. Der jeweilige Sägeζahnrücken verhindert dabei eine jeweilige weitere Aufwärtsbewegung der betreffenden Einzelwanddomäne. Wird der Strom I durch den elektrischen Leiter 33 in seiner Richtung umgekehrt, dann bewegen sich die Einzelwanddomänen längs des unteren Sägezahns, bis die in Fig. 1 gezeigte Domänenposition erreicht ist. Eine Einzelwanddomäne D kann nicht zur linken Seite der in Fig* I gezeigten Anordnung zurückkehren, da hierbei die Sägezahnspitzen einen Hochenergiepfad darstellen, der durch das durch den elektrischen Leiter 33 erzeugte Magnetfeld gebildet wird. Eine nähere Beschreibung zur Weiterleitung von magnetischen Einzelwanddomänen in einem Sägezahnmuster 34 oder ähnlichen Sägezahnmustern, die für vorliegende Erfindung zweckmäßig und geeignet sind, findet sich in "Localized Control SA 973 031

509884/0797

of Magnetization in LPE Bubble Garnet Films", R. C. Le Crain et al, in "IEE Transactions on Magnetics", Bd. Mag-9, Nr. 3, September 1973, Seiten 424, 425.

Die magnetischen Verhältnisse der Domänen D in der Domänen-Verschiebungsschicht 14 und im Sägezahnmuster 34, das im hartmagnetischen Film 16 verwendet wird, sind in der ausschnittsweisen Querschnittsdarstellung des Schieberegisters 20 in Fig. angedeutet. Sind vereinbarungsgemäß die Domänen D mit aufwärts gerichteter Magnetisierung, wie durch die entsprechenden Zeile angedeutet, versehen, dann sind die Sägezahnmuster 34 ebenfalls in Aufwärtsrichtung magnetisiert, so daß in beiden Fällen eine positive Magnetisierung vorliegt. Dies setzt voraus, daß im hartmagnetischen Film 16 die leichte Achse der Magnetisierung normal zur Filmebene gerichtet ist. Wird ein hartmagnetisches Material mit einer in der Filmebene gerichteten Achse der leichten Magnetisierbarkeit verwendet, dann würde die Magnetisierungsrichtung im Sägezahnmuster 34 senkrecht zur Zeichenebene, und zwar in diese hinein, gerichtet sein. Infolgedessen würde die Magnetisierung der Umgebung aus der Zeichenebene heraus, gerichtet sein.

Da die Domänen-Steuerungsmitte1, nämlich das Sägezahnmuster durch Einschreiben eines magnetischen Musters in den hartmagnetischen Film 16, entsprechend den vorgegebenen Bedingungen, und nicht durch mechanischen Aufbau bedingt ist, ist leicht einzusehen, daß das Steuermuster leicht zu ändern ist, indem lediglich die in den Steuerfilm 16 eingebrachten magnetischen Domänen neugeordnet werden, was durch Neueinschreiben des Magnetmusters, gemäß entsprechenden Bedingungen, erfolgt. Ein fehlerhaftes Einschreiben des Magnetmusters in den hartmagnetischen Film 16 läßt sich daher leicht korrigieren. Weiterhin lassen sich die Magnetmuster leicht speziell für eine besondere Weiterlei tungs art oder irgend eine andere Steueranordnung je nach Bedarf ausgestalten. Mit Hilfe eines Schreibmagnetkopfes können die gewünschten Domänenmuster eingeschrieben werden. Die in dem

SA 973 031

5098 84/0797

Steuerfilm 16 benötigten Magnetmuster können auch leicht mit Hilfe von in der Magnetbandtechnik wohlbekannten Verfahren dupliziert werden. Die Leichtigkeit und dazu die Genauigkeit, womit die Begrenzungslinien der Magnetmuster speziell zu bilden sind, machen die Anwendung eines hartmagnetischen Films, gemäß der Erfindung, äußerst geeignet für scharf begrenzte größere Domänenanordnungen.

Das Verfahren zum Bereitstellen der Steuermaßnahmen für magnetische Einzelwanddomänen besteht zunächst in der Bildung einer Magnetschicht zur Beherbergung von Domänen als Domänen-Verschiebungsschicht 14, worauf dann die Schicht des hartmagnetischen Materials als Steuerfilm aufgebracht wird. Zumindest in dem Bereich,in dem das stationäre Domänenmuster magnetisch erzeugt werden soll, sollte dieser hartmagnetische Steuerfilm eine entsprechende Bedeckung gewährleisten. In einem Ausführungsbeispiel der Erfindung wird das Magnetmuster zur Steuerung der Einzelwanddomänen im hartmagnetischen Film gebildet, nachdem der Steuerfilm 16 auf die Domänen-Verschiebungsschicht 14 aufgebracht worden ist. Ein solches Verfahren läßt sich anwenden, wenn z.B. die hartmagnetische Schicht aus epitaxial aufgewachsenem Granat besteht.

In einem anderen Ausführungsbeispiel wird die hartmagnetische Filmschicht, unabhängig von der Domänen-Verschiebungsschicht gebildet und hierbei außerdem mit dem vorgesehenen Magnetmuster beaufschlagt. Anschließend wird dann der Steuerfilm mit der Domänen-Verschiebungsschicht laminiert. Je nach Bedarf lassen sich dann zusätzliche Weiterleitungs-Schaltungsmaßnahmen über dem hartmagnetischen Film bilden. Als Weiterleitungs-Schaltungsmaßnahmen könnten dabei die wohlbekannten weichmagnetischen T- und I-förmigen Streifenmuster in gewünschter Anordnung dienen oder auch, wie ebenfalls bekannt, entsprechend angeordnete elektrische Leiter, die unter jeweiliger Steuerung lokalisierte Magnetfelder an örtlich unterschiedlichen Stellen bereitstellen.

SA 973 031

S09884/0797

Das Laminat mit dem hierin bereitgestellten stationären Domänenmustern läßt verschiedene Strukturen zu. So besteht das in Fig. gezeigte Laminat 12 aus der Domänen-Verschiebungsschicht 14, dem Steuerfilm 16 und einem nichtmagnetischen Abstandsfilm 15. Der Abstandsfilm 15 verhindert die Austauschvormagnetisierung aufgrund des jeweiligen durch die stationären Domänen im Steuerfilm 16 bereitgestellten Streufeldes. Der magnetische Feldeffekt einer stationären Domäne im Steuerfilm 16 auf eine Einzelwanddomäne D in der Domänen-Verschiebungsschicht stellt eine Funktion der Sättigungsmagnetisierung des Steuerfilms 16, der Domänen-Verschiebungsschichteigenschaften, des Durchmessers der Einzelwanddomäne D und des Abstands X zwischen der Einzelwanddomäne D und der Steuerfilm-Domänengrenze dar. Das mittlere Streufeld von der Steuerfilmdomäne am Punkt P in der Einzelwanddomäne D der Domänen-Verschiebungsschicht läßt sich durch folgende Gleichung festlegen:

HZ = 4 M₃ ¹ Θ.

Hierin bedeutet M ' die Sättigungsmagnetisierung im Steuerfilm 16 und θ den Winkel wie in Fig. 3 ersichtlich. Damit ergibt sich für die auf die am Punkt P lokalisierte Domäne D einwirkende Kraft FX:

^FX " 33Γ * ^d · s·

Hierin bedeutet d den Domänendurchmesser. Eine graphische Dar stellung für das resultierende Feld HZ und die Kraft FX in Abhängigkeit von der Distanz X, gemessen von der stationären Domäne zeigt der untere Teil der Fig. 3. Das stabile Gleichge wicht befindet sich am Punkt, wo die Kraft FX = 0 ist. Die Einzelwanddomäne D wird sich von hier fort oder auf die stationäre Domäne des Steuerfilms 16 zu bewegen, da eine von außen einwirkende Energie erforderlich ist, um die jeweils an wachsende Kraft FX zu überwinden.

SA 973 031

509884/0797

Fig. 4 zeigt ebenfalls den Effekt stationärer Domänengrenzen im Steuerfilnt 16 auf eine Einzelwanddomäne D in der Domänen-Verschiebungsschicht. Ähnlich wie in Fig. 3 besteht das Laminat 12 aus der Domänen-Verschiebungsschicht 14, dem isolierenden Abstandsfilm 15 und dem Steuerfilm 16. Die magnetischen Felder H und H₂, hervorgerufen durch die stationären Domänengrenzen wirken beide auf die Einzelwanddomäne D in der Domänen-Verschiebungsschicht ein.

Die obere graphische Darstellung in Fig. 4 zeigt die Wirkungen der Magnetfelder H₁ und H₂ der stationären Domänengrenzen. Dabei stellt das Feld HS die Summe aus den beiden Magnetfeldern H, und H₂ dar. Die Kraft FX auf die Einzelwanddomäne D in der Domänen-Verschiebungsschicht läßt sich wie zuvor berechnen. Stabiles Gleichgewicht ergibt sich hier wiederum für FX = 0. Diese Struktur ist repräsentativ für das Sägezahnweiterleitungsmuster 34 der Informationsspeicheranordnung 10 in Fig. 1. Das Sägezahnmuster 34 läßt sich daher innerhalb der stationären Domänengrenzen (Fig. 4) wie gezeigt, magnetisieren. Der Domänendurchmesser D richtet sich nach den stationären Domänen.

Bei gewissen Anwendungen von Einzelwanddomänensystemen, wie z.B. bei Doffltänen-Schichtgitterspeichern, entsprechend Fig. 6, ist es erforderlich, unterschiedliche Werte für die Vormagnetiserungs-Feldstärke an verschiedenen Flächenbereichen der Anordnung einwirken zu lassen, und zwar abhängig davon, ob isolierte oder in Wechselwirkung stehende Einzelwanddomänen innerhalb eines vorgegebenen Flächenbereichs stabil sein müssen. Hierzu dienen, gemäß an anderen Stellen vorgeschlagenen Anordnungen, stromführende Leiter und/oder örtliche Dickenvariationen in der Domänen-Verschiebungsschicht. Gemäß der Erfindung läßt sich dies jedoch in vorteilhafter Weise dadurch lösen, daß entsprechende Vormagnetisierungs-Feldänderungen in örtlich unterschiedlichen Bereichen mit Hilfe einer geeigneten stationären Doiaänerikonfiguration im Steuerfilm bereitgestellt werden. Wenn nämlich der Steuerfilm in direktem Kontakt mit der Domänen-SA 973 031

509884/0797

Verschiebungsschicht steht, dann läßt sich eine entsprechende Austausch-Vormagnetisierung zwischen beiden Schichten herbeiführen. Der Vormagnetisierungsbetrag hängt dabei von der Austauschwechselwirkung zwischen der Domänen-Verschiebungsschicht und dem Steuerfilm ab, d.h. von den jeweils verwendeten Materialien. Das Vorzeichen der Austausch-Vormagnetisierung hängt von der Orientierung für Magnetisierung im Steuerfilm ab. Im bevorzugten Ausführungsbeispiel der Erfindung liegt die Achse der leichten Magnetisierbarkeit des Steuerfilms senkrecht zur Filmebene, so daß die Magnetisierungsrichtung innerhalb einer vorgegebenen Domäne entweder nach oben oder nach unten zeigt. Infolgedessen besitzt die Austausch-Vormagnetisierung einer solchen stationären Domäne einen festen Wert; kann jedoch entweder positiv oder negativ sein, je nachdem, welche Richtung die Domänen-Magnetisierung zeigt.

Bei einem Ausführungsbeispiel, wo der Steuerfilm und die Domänen-Vers chiebungs schicht direkt in Kontakt miteinander stehen, sind beide Arten der Wechselwirkung, nämlich Austausch und Magnetostatik ganz allgemein wirksam und werden auch ausgenutzt.

Die beiden Wechselwirkungen zeigen unterschiedliche Auswirkungen, indem nämlich die Austauschwechselwirkung eine gleichförmige Vormagnetisierung innerhalb jeder Steuerdomäne ausübt, wohingegen die magnetostatische Wechselwirkung nur an den Domänengrenzen auftritt. Während magnetostatische Wechselwirkungen streng proportional zu M ' der Sättigungsmagnetisierung des Steuerfilms sind, hängen sowohl die Stärke als auch das Vorzeichen der Wechselwirkungs-Vormagnetisierung von den verwendeten Materialien ab, wie es der Fig. 5A zu entnehmen ist.

Fig. 5A zeigt die Wirkung des Magnetfeldes bei einem Laminat 12, wo eine Austausch-Vormagnetisierung zwischen der Domänen-Verschiebungsschicht 14 und dem Steuerfilm 16 wirksam ist. Der Steuerfilm 16 liegt wie gesagt, in direktem Kontakt mit der Domänen-Verschiebungsschicht. Die Feldwirkung der Domäne

SA 973 O31

509864/0797

527916

im Steuerfilm 16 beruht wie zuvor auf dem Streufeld HZ und auf dem Austausch-Vormagnetisierungsfeld HE. Die Magnetisierung in der Domänen-Verschiebungsschicht (M ) und die Magnetisierung

im Steuerfilm (M ') hängen von der Betriebstemperatur ab, so

daß unterschiedliche Materialien auch verschiedene Betriebskurven zeigen.

In Fig. 5B zeigt die graphische Darstellung die Magnetisierung eines Laminats 12, bestehend aus einem Gadolinium-Eisengranat (Gd₃F2c0₁₂) zur Verwendung für den Steuerfilm 16. Die Magnetisierung ist hierbei in Abhängigkeit von der Temperatur für den Steuerfilra und die Domänen-Verschiebungsschicht aufgetragen. Die gestrichelte Linie mit der Magnetisierung M · gilt dabei für den Steuerfilm 16 und weist die Kompenstationstemperatur T ' auf. Die ausgezogene Linie gilt für die Domänen-Verschiebungsschicht 14 mit der Magnetisierung M und der !Compensationstemperatur T . Für beide Materialien gilt die gleiche Curie-

Temperatur T_f.

Die beiden in Fig. 5A dargestellten graphischen Darstellungen gelten für unterschiedliche Betriebstemperaturen, wie sie in Fig. 5B angedeutet sind. So gilt die oberste graphische Darstellung für die Betriebstemperatur T = T„ und die zweite für die Betriebstemperatur T = T.. Bei der Betriebstemperatur T₂ wird die Austausch-Vormagnetisierung HE von der Gleichspannungs-Vormagnetisierung abgezogen, so daß das stabile Gleichgewicht im Punkt S der X-Achse liegt. Bei der Betriebstemperatur T₁ addiert sich die Austausch-Vormagnetisierung zur Gleichspannungs-Vormagnetisierung, so daß sich ein Kanal ausbildet, in dem die Domänendurchmesser stabil sind.

Bei dem in Fig. 5A gezeigten Ausführungsbeispiel bestehen sowohl der Steuerfilm als auch die Domänen-Verschiebungsschicht aus einem Seltene-Erde-Eisen-Granatfilm, dessen Achse der leichten Magnetisierbarkeit in der Normalen der Filmebene

SA 973 031

50 988 4/0797

liegt. Es wird angenommen, daß das Steuerfilmmaterial eine Kompensationstemperatur T ' an dem Punkt besitzt, wo eine Zeichenumkehr der Magnetisierung M ' auftritt, wie es z.B.

für Gadolinium-Eisengranat (Fig. 5B) der Fall ist. Da nun aber die von der Magnetisierung M ' abhängigen magnetostatisehen Wechselwirkungen ihr Vorzeichen bei der Kompensationstemperatur T ' wechseln, wohingegen das Vorzeichen der Austausch-Vormagnetisierung unverändert bleibt, ist die Wirkung des Steuerfilms unterschiedlich für Bereiche oberhalb und unterhalb der Kompensationstemperatur T '. Die graphischen Darstellungen nach Fig. 5A zeigen die Wirkungen der Austausch- und Streufeld-Vormagnetisierung bei Temperaturen oberhalb und unterhalb von T ', wohingegen die Betriebstemperatur T in der oberste:·, graphischen Darstellung dem Viert T₂ und in der untersten graphischen Darstellung dem Wert T entspricht.

Die Bedingung, bei der die Betriebstemperatur T = T, ist, hat besondere Bedeutung, da hierbei beim Punkt S eine stabile Domänenlage existiert, was zur Bildung eines Zugangkanals geeignet ist, wobei mit der Austausch-Vormagnetisierung isolierte einzelne Einzelwanddomänen stabil gehalten werden können. Bedingungen solcher Art sind für Zugangskanäle zu Domänen-Schichtgitter erforderlich, wo während der Lese/Schreibprozesse einzelne Magnetdomänen behandelt v/erden müssen. Es sei daraufhingewiesen, daß die Bedingung für die Betriebstemperatur- T = T. für jede beliebige Temperatur eingehalten werden kann, indem ein geeigneter Wert für die Temperatur T ' mit Hilfe der Wahl einer geeigneten Granatzusammensetzung eingestellt werden kann.

Der Informationsspeicher 40 in Fig. 6 besteht aus einem Domänen-Schichtgitter 42, gebildet im Laminat 12, das seinerseits aus dem hartmagnetischen Steuerfilm 16 und der Domänen-Verschiebungsschicht, wie oben beschrieben, zusammengesetzt ist. In einem begrenzten Gebiet, angefüllt mit unter gegenseitiger Wechselwirkung stehenden Elementen, wie das Domänen-Schichtgitter 42 mit

SA 973 031

509884/0797

den magnetischen Einzelwanddomänen D werden die magnetischen Einzelwanddomänen D innerhalb der Schichtgittergrenzen zur Bildung eines Informationsspeichers zusammengehalten. Wie an anderer Stelle bereits erwähnt, ergeben sich hierdurch hohe Packungsdichten für die Einzelwanddomänen. Das Domänen-Schichtgitter 42 soll natürlich Begrenzungsmittel besitzen, die im vorliegenden Fall durch die Linien 44 angedeutet sind, um wie gesagt das Schichtgitter zusammenhalten zu können. Aufgrund der erhöhten Packungsdichten, der sehr kleinen Durchmesser der verwendeten magnetischen Einzelwanddomänen in Anwendung auf das Domänen-Schichtgitter erfordern System-Chip-Packung und Domänensteuerung eine erhöhte Auflösungsgenauigkeit der Begrenzungslinien 44. Da die gemäß der Erfindung verwendeten Begrenzungslinien 44 zur Ausübung ihrer Wirkung keine besonderen Stromflüsse erfordern, ist die Stabilität des vorliegenden Domänen-Schichtgitters auch ohne äußere Energiezufuhr gewährleistet.

Fig. 6 zeigt also eine Informationsspeichervorrichtung 40, in der magnetische Einzelwanddomänen D mit Hilfe der Schreibmittel 45 in das Domänen-Schichtgitter 42 eingegeben werden und schließlich auf die Abfühlmittel 46 ausgegeben werden. Zur Ein- Ausgabe sind jeweils eine Reihe von Zuführungs- und Abführungskanälen vorgesehen. Zur Verschiebung der Domänen D von den Schreibmitteln 45 dienen sägezahnförmige Weiterleitungsstrukturen oder Muster 48 einschließlich der geeigneten Weiterleitungsleiter, die hier nicht gezeigt sind, ähnlich wie es in Fig. 1 angegeben ist. Die Domänen D, so wie sie in den Schreibmitteln 45 erzeugt werden, sind voneinander um einen Abstand von 4 Domänendurchmesser getrennt. Demgegenüber beträgt der Domänenabstand im Domänen-Schichtgitter 42 zwei Domänendurchmesser. Die Struktur zum Herbeiführen einer solchen Domänenverdichtung besteht in geeigneter Weise aus einer Vielzahl von sägezahnförmigen Weiterleitungsstreifen 48, die wie oben bereits erwähnt, eine Vielzahl von Domänenpfaden zwischen den Schreibmitteln 45 und dem Domänen-Schichtgitter 42 bilden. Der Domänenpfad 48 bildet zusammen mit

SA 973 031

509884/0797

einem hier nicht gezeigten elektrischen Leiter einen ersten bzw. zweiten Weiterleitungspfadkanal 49 bzw. 51, um die magnetischen Einzelwanddomänen von den Schreibmitteln 45 auf das Domänen-Schichtgitter 42 und vom Domänen-Schichtgitter 42 auf ι die Abfühlmittel 46 zu übertragen. Von diesen Kanälen ist jeweils nur ein vollständiger Weiterleitungspfad gezeigt, da die übrigen jeweils gleiche Struktur besitzen. Die äußeren Begrenzungslinien 44 verlaufen um die Schreibmittel 45 längs dem Weiterleitungskanal 49, dem Domänen-Schichtgitter 42, dem zweiten Weiterleitungskanal 511, um die Abfühlmittel 46 und wieder zurück an die Schreibmittel 45. Es dürfte ohne weiteres klar sein, daß dank der äußeren Begrenzungslinien 44 im Zusammenwirken mit den inneren gegenseitigen Wechselwirkungen der Domänen im Domänen-Schichtgitter sich hierin der Domänenabstand ergibt. Die Bildung der äußeren Begrenzungslinien 44, gemäß der Erfindung, innerhalb derer die stationären magnetischen Domänen in der darüberliegenden hartmagnetischen Schicht 16 entsprechend angeordnet werden, gewährleisten eine wirksame Begrenzung der Domänen im Schichtgitterbereich und erlauben damit auch eine wirksame dichte Packung von verschiedenen getrennten Speichereinrichtungen dieser Art auf einem einzigen Granatchip. Eine durch einen elektrischen Leiter gebildete Begrenzungslinie kann niemals eine vollkommene Einschließung gewährleisten, da die Strompfade hierbei voneinander getrennt geführt werden müssen. Mit anderen Worten, die Leiter müssen entfernt voneinander verlegt sein und dabei auch ihre Zuführungsleitungen kreuzen, um zu verhindern, daß Einzelwanddomänen aus dem Schichtgitter entweichen können. Dank der Erfindung wird eine vollständige Einschließung auf magnetische Weise erzielt, ohne daß die Möglichkeit eines Domänenverlustes auftreten kann.

Die Weiterleitung von Domänen D in und aus dem Domänen-Schichtgitter 42 heraus ist dabei ähnlich, wie es im Zusammenhang mit der Anordnung nach Fig. 1 beschrieben ist. Die Domänen D werden längs der Weiterleitungs-Sägezahnstruktur 48 unter Wirkung hier nicht gezeigter elektrischer Leiter in gewünschter Richtung

SA 973 031

509884/0797

;verschoben und zwar unter Steuerung durch den Weiterleitungsi; zromgenerator 53. Ein Vormagnetisierungsfeld HZ wird durch den Magnetfeldgenerator 52 erzeugt, so daß die Vormagnetisierungs-I richtung in Richtung der Normalen der Verschiebungsschicht zeigt, ium falls erforderlich, die Einzelwanddomänen zu stabilisieren. Eine Steuerschaltung 54 synchronisiert den Magnetfeldgenerator I52 mit den Schreibmitteln 45, den Abfühlmitteln 46 und dem Weiter-Ileitungs-Stromgenerator 53. Die Abfühlmittel 46 fühlen die aus dem Domänen-Schichtgitter 42 entnommenen Domänen ab, wobei das | Ausgangssignal einer Anzeigevorrichtung, bzw.einem Verbraucher ' 56 zugeführt wird. Die verschiedenen Mittel und Anordnungen in Fig. 6 sind alle von bekannter Bauart, die sich ohne weiteres anwenden lassen. ^:

Bei bestimmten Anwendungsfällen könnte die Notwendigkeit entstehen zusätzliche magnetische Schaltungsmuster zu verwenden, wie weichmagnetische Streifenmuster und stromführende Leiter. Diese zusätzlichen magnetischen Schaltungsmaßnahmen lassen sich leicht in üblicher Weise auf der freien Oberfläche des hartmagnetischen Steuerfilms anbringen. Da der hartmagnetische Steuerfilm eine Dicke besitzen muß, die nur einem Bruchteil eines um entspricht, kann er nicht störend beim Betrieb der magnetischen Schaltungsauflagen wirken. Außerdem lassen sich die in Fig. 6 gezeigten äuße ren Begrenzungslinien 44 im hartmagnetischen Steuerfilm 16 durch Schreibmagnet fcffden, wie bei magnetischer Aufzeichnung üblich. Außerdem könnten stromführende Leiter in entsprechender Anordnung angebracht sein, um die Domänen von den Schreibmitteln 45 in das Domänen-Schichtgitter 42 übertragen zu können.

Die stationären Steuerdomänen und die in den Informationsspeicheranordnungen, gemäß Fig. 1 und 6 verwendeten Laminate, können entsprechend den Anordnungen, wie sie in den Fign. 3 bis 5 gezeigt sind, vorgesehen sein. So könnte z.B. der Sägezahn-Weiterleitungspfad 48, wie er in der Anordnung nach Fig. 6 verwendet wird, ge-

SA 973 031

509884/0797

maß der Anordnung nach Fig. 4, aufgebaut sein. Die Begrenzungslinien könnten ähnlich geformt sein oder, wie in Fig. 3 gezeigt, gebildet werden. Der nichtmagnetische Film 15 kann ggf. Anwendung finden. Weiterhin könnten Teile des Laminats einen Austausch gekoppelten Abschnitt, wie in Fig. 5 gezeigt, zusammen mit einem Abschnitt, enthaltend einen Isolierfilm 15, enthalten.

Gemäß vorliegender Erfindung ist also vorgesehen, daß ein hartmagnetischer Steuerfilm anstelle mechanisch ausgeführter Weiterleitungsmuster auf der Oberfläche der Domänen-Verschiebungsschicht Anwendung findet. In den hartmagnetischen Steuerfilm lassen sich geeignete Weiterleitungsmuster, bestehend aus gleichförmig magnetisierten Gebieten mit Hilfe üblicher magnetischer Aufzeichnungsverfahren anbringen. Dementsprechend entstehen Feldgiadienten an den Domänengrenzen dieser Muster, die sich zur Steuerung von Einzelwanddomänen verwenden lassen. Gegenüber bisher, erfolgt eine gezieltere Steuerung der Feldgradienten, da die Auflösung der in die hartmagnetische Filmschicht eingebrachten magnetischen Domänen lediglich begrenzt wird durch die sich zwangsläufig ergebende Blochwanddicke. Einzeln gebildete Steuermuster lassen sich ebenfalls leicht anbringen. Die Fabrikation der Steuer-Weiter leitungsmuster wird in der Praxis wesentlich vereinfacht, da unvollständige und unvollkommene Weiterleitungsmuster leicht beseitigt und regeneriert werden können.

Unter Verwendung eines im Schleuderverfahren auf einer Granat-Domänen-Vers chi ebungs schicht aufgebrachten 0,7 um dicken GdIG-Films als hartmagnetischer Steuerfilm lassen sich Weiterleitungsmuster mit einer Linienbreite von 1 um hierin einbringen und zwar mit Hilfe üblicher Dünnfilm-Aufzeichnungsmagnetkopfverfahren. In Drei-Schicht-Laminaten kann die Granat-Domänenverschiebungsschicht 3 για dick sein, der Steuerfilm 0,6 pm und die isolierende Abstandsschicht 0,1 pm. Wie bereits gesagt, lassen sich die Weiterleitungsmuster mit einer Linienbreite von 1 farn in den Steuerfilm unter Anwendung üblicher Magnetkopf-Aufzeichnungsverfahren einbringen. Die Prinzipien der Erfindung sind anhand eines typischen

SA 973 031

509884/0797

Ausführungsbeispiels erläutert worden. Anstelle der hier gezeigten Hartmagnetfilm-Materialien lassen sich natürlich auch andere hartmagnetische Filmmaterialien mit hoher Koerzitivkraft und hoher magnetischen Remanenz verwenden, wie sie bei der Magnetaufzeichnung bekannt sind. Selbstverständlich lassen sich auch andere Weiterleitungsmuster verwenden, wie z.B. Keilmuster. Zur Weiterleitung der magnetischen Einzelwanddomänen lassen sich stromführende Doppel-Leitungen verwenden, wovon die eine eine anziehende und die andere eine abstoßende Kraft auf die jeweilige Einzelwanddomäne, wie erwünscht, ausübt.

SA 973 031

50988A/0797

Claims

"~ 23 —

PATENTANSPRÜCHE

Magnetisches Einzelwanddomänensystem für Informationsverarbeitung, bei dem auf einer magnetischen Domänen-Verschiebungsschicht, enthaltend die verschiebbaren magnetischen Informations-Einzelwanddomänen, eine hartmagnetische Schicht, enthaltend ein zumindest semipermanentes, magnetische Domänenmuster, angebracht ist, dadurch gekennzeichnet, daß die hartmagnetische Schicht (16) aus Granat mit der leichten Achsenrichtung in Richtung der Schichtnormalen das Domänenmuster (34) in Form kontinuierlicher gestrecker Kontur, sowohl zur Domänenkonzentration als auch zur Stabilisierung der Informations-Einzelwanddomänen (D) dank seiner Vormagnetisierungwirkung enthält, fernerhin im Zusammenwirken mit einem die Domänenmusterstruktur (34) in an sich bekannter Weise überdeckenden, entsprechend stromimpuls-gesteuerten Leiter (33) als Domänenweiterleitungskanal für die Informations-Einzelwanddomänen (D) dient.
2. Anordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Domänen-Weiterleitungskanal festgelegt wird durch ein Domänenmuster (34) mit periodischer Struktur, die durch einen in an sich bekannter Weise an beiden Kanten sägezahnförmig verlaufenden Streifen dargestellt ist und mit einem flächenhaft ausgebildeten elektrischen Leiter

(33) vollständig überdeckt ist, der auf der Schreibseite des Domänen-Weiterleitungskanals an die Impulsquelle (24( und auf der Abfühlseite des Domänen-Weiterleitungskanals an Erdpotential angeschlossen ist.
3. Anordnung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Sägezahnstreifen (34) an der einen Kante mit einem Sägezahn mit gleichen Flankenlängen und an der anderen Kante mit einem Sägezahn mit ungleichen Flankenlängen versehen ist, derart, daß bei jeweils gleicher Perioden-SA 973 031

509884/0797

länge die Sägezahnspitzen beider Kanten Sägeζahnflanken der jeweils gegenüberliegenden Kante gegenüberliegen.
4. Anordnung mindestens nach Anspruch 1, dadurch gekenn-■ zeichnet, daß eine magnetisch isolierende Zwischen- ^! schicht (15) zwischen der Domänen-Verschiebungsschicht ; (14) und der hartmagnetischen Schicht (16) angeordnet

ist, um eine magnetische Austauschkopplung zu verhindern .
5. Anordnung nach Anspruch 1 und/oder Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Domänen-Musterstruktur (44) in der hartmagnetischen Schicht (16) derart ausgebildet ist, daß Informations-Einzelwanddomänen (D) zu einem Schichtgitter (42) in der Domänen-Verschiebungsschicht (14) zusammenzuhalten sind.

6, Verfahren zur Herstellung einer Anordnung nach Anspruch 1 bis Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß sowohl die hartmagnetische Schicht (16) als auch ggf. die magnetische Zwischenschicht (15) mit Hilfe von Epitaxieverfahren auf die Domänen-Verschiebungsschicht (14) aufgebracht wird und das Domänenmuster (34) mit Hilfe eines magnetischen Aufzeichnungskopfes in die hartmagnetische Schicht (16) eingeschrieben wird.

SA 973 031

509884/0797

Leerseite