DE2758622C3 - - Google Patents
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Description
Die Erfindung betrifft ein Verfahren /um Herstellen völlig isotroper ferromagnetischer Nickeleisenfilme für
die Übertragung oder Speicherung digitaler Daten in einer Dicke von etwa 350A auf einer isolierenden
Unterlage in Gegenwart eines magnetischen Gleichfeldes,
sowie einen nach diesem Verfahren hergestellten Datenübertrager bzw. -speicher.
In einem Aufsatz von L. j. Sch wee mit dem Titel:
»Proposal on Cross-Tie Wall and Bloch-l.ine Propaga
tion in Thin Magnetic Films«, erschienen in der Zeitschrift: »IEEE Transactions on Magnetics«, MAG8.
Nr. 3. (September 1972), Seiten 405-407. wird die
Fortpflanzung von invertierten Neelwandabschnitten in einem Speichersystem mit seriellem Zugriff erläutert,
bei dem ein ferromagnetischer Film von 350 Ä Dicke aus 81% Nicke! und 19% Eisen verwendet wird. Durch eine
Aufprägung passender Mdgnetfelder können die Quef^
schwelldhwände in Neelwände bzw. umgekehrt umgewandelt
werden, Den Querschwellenwändcn ist ein invertierter Neelwandabschnitt in der Weise zugeordnet,
daß er am einen Ende von einer Querschwelle und am anderen Ende von einer Blochlinie begrenzt wird.
An dem einen Ende des mit Querschwellenwänden arbeitenden Spcichersystems für einen seriellen Zugriff
wird die Information durch die Erzeugung eines invertierten Neelwandabschnittes eingebracht, der zur
Wiedergabe einer gespeicherten binären Eins an der einen Seite von einer Querschwelle und an der anderen
Seite von einer Blochlinie begrenzt ist, während zur Wiedergabe einer binären Null der NeelwanJabschnitt
nicht invertiert wird, diesem sowohl die Querschwelle als auch die Blochlinie fehlen; bei der nachiolgenden
Erzeugung eines Neelwandabschnittes wird die erste
ίο Information längs der Querschwellenwand fortgepflanzt,
und dann erfolgt eine wahlweise Löschung der invertierten Neelwandabschnitte an den aufeinanderfolgenden
Speicherzellen längs der Querschwellenwand. In der USA-Patentschrift 39 06 466 von D.S. Lo u. a. ist
eine Schaltung zur Beförderung der invertierten Neelwandabschnitte an den aufeinanderfolgenden
Speicherzellen längs der Querschwellenwand beschrieben. In einer weiteren USA-Patentschrift 38 68 660 von
LJ. Schwee und in einem Aufsatz von LJ.Schwee
u. a. mit dem Titel: »Cross-Tie Memory Simplified by the
Use of Serrated Strips«, erschienen in der Zeitschrift: »AIP Conference Proceedings«, Nr. 29,21. Jahreskonferenz
über Magnetismus und magnetische Materialien 1975, (April 1976), Seiten 624-625, sind einige neuere
Ergebnisse bei der weiteren Entwicklung der Speichersysteme mit Quers -hwellenwänden dargelegt.
Bei den bekannten Speichersystemen mit Querschwellenwänden weist der magnetische Film, der als
Aufzeichnungsträger wirksam ist, eine uniaxiale Anisotropie auf, die von in der leichten Achse induzierten
Magnetfeldern aufgebaut wird; die leichte Achse entsteht in dem magnetischen Film während seiner
Erzeugung in dem Aufdampfverfahren. Von dieser leichten Achse wird eine durch Magnetfelder induzierte
j-, Anisotropie geschaffen, die die Erzeugung der Querschwellenwand
längs und parallel zur leichten Achse beschränkt. In dem Aufsatz von L. J. S c h w c e u. a. /ur
21. Jahreskonferenz, der oben genannt ist, werden sägezahnartig geformte Bänder von 350 Ä Dicke und
10 um Breite aus einem Nickeleiscnfilm erwähnt, die aus
einer ebenen Schicht des Magnetmaterials herausgcdt/t
sind, so daß ihre geometrische Mittellinie auf die
leichte Achse des Filmes ausgerichtet ist. Nachdem ein äußeres Magnetfeld senkrecht zur Längsrichtung der
Bänder, also quer zur leichten Achse und Mittellinie des
Filmes angelegt ist, dreht sich die Magnetisierung längs der sich gegenüberliegenden, sägezahnartigen Ränder
in die am stärksten benachbarte Richtung, also parallel zum Rand zurück. Hierbei entstehen zwei umfangreiche
Domänen, die durch eine Domänen- oder Querschwellenwand
getrennt sind, die längs der Mittellinie des Bandes ausgebildet wird. Die Querschwellen bilden sich
an den Hälsen der sägezahnartigen Ränder, während die Blochlinien in den Potentialmulden /wischen den
benachbarten Hälsen entstehen
Wegen des Umrisses der sich gegenüberliegenden
Bandränder stellt dieser Aufbau der sägezahnartigen Bänder ein Hilfsmittel dar. durch das die zusammenge
hörigen Querschwellen und Blochbnien in vorgegebenen
Speicherabschnitten längs des Bandes paarweise auftreten. Da jedoch die Anisotropie der bekannten
Bänder während der Aufdampfung in den Film magnetisch induziert wird, sind derartige Bänder niclil
für nichtlineare, also gekrümmte Datenspuren geeignet, die für detr Aufbau der mit Qucrschwellenwänden
arbeitenden Speiehefsysteme von umfangreicher Kapazität
zur Ausführung logischer Funktionen von Bedeutung sind.
Um die Eigenschaften von mit Blasendomänen arbeitenden Speichersystemen, die z. B. in der USA-Patentschrift
37 29 726 von A. H. Bobeck oder in der USA-Patentschrift 37 35 145 von D. M. Heinz
erläutert sind, in mit Quersrhwellenwänden arbeitenden Speichersystemen zu erzielen, sollen die letzteren
nichtlineare, also gekrümmte Datenspuren benutzen.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, Maßnahmen anzugeben, durch die unter Ausschaltung der
feldinduzierien Anisotropie in einem dünnen NickeleisenHIm
gekrümmte Querschwellenwände entstehen, die als Datenspuren brauchbar sind.
Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß die Unterlage während des Niederschiagens des
Nickeleisens schnell gedreht und der Nickeleisenfilm als ι
> gekrümmtes Band mit zv/ei sich symmetrisch gegenüberliegenden, sägezahnartigen Rändern ausgebildet
wird, von denen auf Grund einer gestallsinduzierten Anisotropie längs der Mittellinie des Bandes eine
gekrümmte Querschweüenwand herbeiführbar ist j»
Zur Festlegung der gekrümmten Quersch vellenwand innerhalb des ebenen Umrisses des Nickeleisenfilmes
wird also die vom Umriß des Randes herrührende, gestaltsindzierte Anisotropie ausgenutzt, da die sonst
vorhandene uniaxiale Anisotropie praktisch fehlt. Die y>
Querschwellenwand ist somit gezwungen, derjenigen Bahn zu folgen, die die Gestalt des Bandes aus dem
Nickeleisenfilm vorschreibt. Für einen Datenspeicher mit einer umfangreichen Kapazität kann daher das
Band als große Schleife ausgebildet werden. u»
Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung ist in dtr Zeichnung dargestellt und wird im folgenden näher
erläutert. Es stellt dar
Fig. 1 ein Blockschaltbild des bisherigen Speichersystems,
das mit Querschwellenwändcn arbeitet, r>
Fig. 2 den bekannten Verlauf von Signalen zur Fortpflanzung der invertierten Neelwandabschnitte
längs der Querschwellenwand bei dem Speichersystem der Fig.'
Fig. 3 die Anordnung des mit Querschwellwänden -in
arbeitenden Speichers mit einer leichten Achse 62.
F i g. 4 schematisch eine Querschwellenwand. in der das binäre Wort 110100 gespeichert ist: jede binäre Eins
wird dabei von einem invertierten Neelwandabschnitt dargestellt, der von einer Querschwelle und der -r,
zugehörigen Blochlinie begrenzt ist.
F ι g 5 die Art und Weise, wie das binäre Wort der
Fig.4 in aufeinanderfolgenden Speicherzyklen durch den mit Querschwellv.änden arbeitenden Speicher der
F i g. 3 fortgepflanzt wird. -,o
F i g. f eine Speicherzelle von oben, in der ein invertierter Neelwandabschnitt gespeichert ist. der eine
binäre Eins angibt, und dessen eines Ende an eine Querschwelle und dessen anderes Ende an eine
Blochlinie gebunden ist. >-,
Fig. 7 einen Schnitt durch die Speicherebene der
Fig. 6 längs der Linie 7-7 zur Veranschaulichung der
übereinander gestapelten Elemente und zugehörigen Magnetisierungsvektoren,
Pig,8 einen Ausschnitt aus einem weiteren bekannten
mit Qüerschwellwäriden arbeitenden Speichersystem,
Fig,9 die Folge einer Schrägslcllung zwischen einer
durch ein Magnetfeld induzierten leichten Achse und den! Rand einer gekrümmten Datenspur Und die
Fig. 10 und 11 Abschnitte aus einem mit Querschwellenwändcn
arbeitenden SpeichcrsyslctTtj das eitle gekrümmte Datenspur gemäß der Erfindung enthält.
In der Fig. I ist ein Blockschaltbild des bisherigen,
von LJ. S c h w e e erläuterten Speichersystems wiedergegeben, das mit Querschwellenwänden arbeitet,
während die Fig.2 den Verlauf der bislang benutzten
Signale angibt, mit deren Hilfe die invertierten Neelwandabschnitte längs der Querschwellenwand in
der Speicheranordnung der Fig. 1 fortgepflanzt werden. Für die Fortpflanzung werden im zugehörigen
Zyklus zwei aufeinanderfolgende Phasen, nämlich die Phase A(I, 2) und die Phase B(I, B(ZA) angewendet.
Wenn zu Beginn eines Fortpflanzungszyklds 1 ein invertierter Neelwandabschnitt in die Schreibstation
eingeschrieben wird, erzeugt das Signal der Phase A 1 einen neuen invertierten Neelwandabschnitt in einer
Speicherzelle 1, die sich unmittelbar vor dem invertierten Neelwandabschnitt an der Sdreibstation befindet,
der als nächstes von den Signalen der Phase A 2 vernichtet wird. Das Signal der Phase B 3 erzeugt dann
innerhalb der Speicherzelle 1, jedo"^ vor dem wahrend
Her Phase Λ ! erzeugten, invertierten Neelwandabschnitt
einen neuen, invertierten Neelwandabschnitt Schließlich beseitigen die Signale der Phase BA in der
Speicherzelle 1 den invertierten Neelwandabsch.ntt. der
in der Phase A 2 erzeugt wurde, so daß in der Speicherzelle 1 nur während der Phase B 3 hervorgerufene,
invertierte Neelwandabschnitt zurückbleib: In
diesem Zeitpunkt (am Ende des ersten Fortpflanzungs zvklus) ist der eine binäre Eins wiedergebende
invertierte Neelwandabschnitt. der sich anfänglich an der Schreibstation befand, in die Speicherzelle 1
übertragen. Wenn während des nächsten Fortpflanzungszyklus,
in dem der erste invertierte Neelwandabschnitt von der Speicherzelle 1 /ur Speicherzelle 2
übertragen werden soll, gleichzeitig von der Schreibst«- tion ein invertierter Neelwandabschnitt zur Speicher
zelle 1 gebracht werden soll, muß vor der Phase A 1 des nächsten Fortpflanzungszyklus ein inveriierter Neelwandabschnitt
an der Schreibstation eingeschrieben werden, da sonst ein nichtinvertierter Neelwandab-S'-hnitt.
der eine binäre Null darstellt, in die Speicherzelle
1 eingebracht würde Diese Folge der Fortpflanzungszyklen ist in den genannten Aufsätzen von L"|.
Sc h w e e erläutert.
In der F ι g. i ist cn mit Qu^rschweüwänden
arbeitendes Speichersystem mit einer Speicherebene 28 (USPS 39 06 466) gezeigt. Abgesehen von einer
Treibleitung 30. die sich oberhalb einer magnetischen
Schicht 32 befindet, bestehen gewisse Ähnlichkeiten mit dem Aufbau, der in den Aufsätzen von LJ. S c h w e e
angegeben ist. In dem hier dargestellten Aufbau ist an
seiner Unterseite einer nichtmagnetisierbaren Untc;lage
34 z. B. aus Glas ein Mikroband 36 aus Kupfer und an der Ooerseite eine dünne, ferromagnetische Schicht 32
befestigt Auf dieser Schicht 32 ist über dem Mikr->band
36 die Treibleitung 30 aus Kupfer unter Zwischenschaltung eines isolierenden Körpers, /.. B. aus Siliciummon
oxid oder einer zähen, durchsichtigen, kältebeständigen
Polyesteröle auf der Basis von Äthylenglykol und
Terephthalsäure angebracht. Die Treibleitung 30 besteht aus mehreren in Reihe gekoppelten Abschnitten,
die je eine Speicherzelle 1— N bilden; diese Speicherzellen sind über einer Querschwellenwand 38,
die auf eine Längsachse 40 ausgerichtet ist. in gleichförmigen Al<siäiideii angeordnet.
Am linken Rand der Speicherebene 28 verläuft über die Oberseite der Schicht 32 und dem Körper 31 eine
Schreibtreibleitung 42, die mit einem Schreibimpulsgenerator 44 verbunden ist. Am selben Ende ist ein
Ϊ it
allgemeiner Feldgcndrator 46 vorgesehen, der ein Signal 22 der F i g. 2 auf das Mikroband 36 koppelt. Zur
Lesestation am entgegengesetzten Ende der Querschwellenwand
38 gehören ein Leseverstärker 48 und Aufnahme-Elemente 50, 52, von" denen der Binärwert
der Informationen ausgelesen wird, die vom Schreibgeneraior44
erzeugt und von den in Reihe geschalteten Abschnitten der Treibleiturig 30 hintereinander längs
der Querschwellenwand 38 übertragen werden. Zusätzlich ist ein örtlicher Feldgenerator 54 mit deni linken
Ende der Treibleitung 30 verbunden, der ein Signal 20 der F i g. 2 auf die Treibleitung 30 bringt.
Gemäß der Fig.4 ist eine Querschwellenwand das
Wort 110100 gespeichert, von dem die binären Einsen
durch einen invertierten Neelwandabschnitt dargestellt sind, der durch eine Querschwelle und eine Bloch-Linie
begrenzt ist. Die Fig.5 soll die Art und Weise veranschaulichen, wie das zuvor bezeichnete Wort
während der aufeinanderfolgenden Zykluszeiten 1, 2. 3 ... Γ durch das mit Querschwellenwänden arbeitende
Speichersystem der Fi g. 3 fortgepflanzt wird. Wie man aus dem Verlauf der Signale nach der Fig. 2 als
typisches Beispiel für eine Fortpflanzung der Querschwellen und Blochlinien, die paarweise eine binäre
Eins darstellen, längs der Querschwellenwand 38 ersieht, werden während der aufeinanderfolgenden
Zeilen je eines Zyklus alle einander zugeordneten Querschwellen und Blochlinien von links in die
Querschwellenwand eingespeist und gleichzeitig längs der Querschwellenwand 38 nach Art eines seriellen
Schieberegisters verschoben, damit sie am rechten Ende an der Lesestation der F i g. 3 austreten.
F i g. 6 ist eine Draufsicht auf eine zur Speicherebene 28 gehörende Speicherzelle, in der innerhalb des
Speicherbereiches ein invertierter Neelwandabschnitt untergebracht ist, der an einem Ende von einer
Querschwelle und am anderen Ende von einer Blochlinie begrenzt ist und somit eine binäre Eins
darstellt. Dieser invertierte Neelwandabschnitt wird durch negative Neelwandvektoren mit einer nach unten
gerichteten Spitze angezeigt, während der nicht
;„ ..-.„.. Kt-.I ]_I U.:>t Jn. Auo
III VCl ltl.1 IK. I^V.f.in{lllU(lt>M.liiiitt u*., s^ — w
durch positive Neelwandvektoren mit einer nach oben gerichteten Spitze angedeutet ist. Falls man eine solche
Speicherzelle mit einer binären Null darstellen möchte, müssen im Speicherbereich die Querschwelle und die
Blochlinie beseitigt werden, so daß sich in der Querschwellenwand nur positive Neelwandvektoren
befinden, also sowohl im Übertragungsbereich als auch im Speicherbereich auftreten.
F i g. 7 ist ein Querschnitt längs der Linie 7-7 durch die
Speicherzelle der Fig. 6. in deren Bereich die Treibleitung 30 aus mehreren Abschnitten 30a—30/
zusammengesetzt ist, die geradlinig verlaufen und derart aneinandergefügt sind, daß ein positives, an den
Abschnitt 30a angelegtes Signal im Bereich des Abschnittes 30c ein Feld erzeugt, das senkrecht zu
seinen Rändern in der Ebene der Schicht 32 ausgebildet ist, in der die Vektoren nach oben gerichtet sind,
während ein solcher durch den Abschnitt 30^ fließender
Strom ein lokalisiertes Feld senkrecht zu dessen Rändern hervorruft, das in der Ebene der Schicht 32 in
Richtung der Vektoren nach unten verläuft. Wenn also ein Stromsignal der Treibleitung 30 zugeführt wird, sind
die örtlichen Felder in den Bereichen der geradlinigen Abschnitte 30c und 30^ innerhalb der Ebene der Schicht
32, aber antiparallel zueinander und senkrecht zur Querschwellenwand 38 gerichtet, die ebenfalls parallel
zur uniaxialen Anisotropie der Schicht 32 liegt, wie durch eine leichte Achse 62 angegeben ist. Es sei die
Orientierung der Magnetisierung M in der Schicht 32 oberhalb und unterhalb der Querschwellenwand beach-(et.
Die entgegengerichlcten Felder, die innerhalb des Übertragungen und Speicherbereiches einer einzelnen
Speicherzelle von der Trcibleitung im Bereich der Querschwellenwand 38 hervorgerufen werden, bilden
den hotwendigen Mechanismus, mit dessen Hilfe die
ίο Signale 20,22 der F i g. 2 die Fortpflanzung der binären
Informationen in der Querschwellenwand 38 ermöglichen, wobei eine Querschwelle und eine Blochlinie eine
binäre Eins bedeuten, während ihr Fehlen eine binäre Null wiedergibt; diese Fortpflanzung erfolgt der Reihe
nach durch die Speicherzellen des mit Querschwellenwänden arbeitenden Speichersystems der Fig. 3, wie
schematisch aus dem Diagramm der F i g. 5 hervorgeht. Gemäß der F i g. 7 sind Haltestücke 70,72 scheibenartig
zwischen den geradlinigen Abschnitten Jücund S\lg
der Treiblcitung und der Schicht 32 eingefügt: lokalisierte Felder, die durch Vektoren 73a bis 73c/
angedeutet sind, lassen sich bei ihrem Eintritt in den Südpol des Haltestückes 72 und bei ihrem Austritt aus
dem Nordpol gegen den Uhrzeigersinn verfolgen, wo· bei der Vektor 736 die Magnetisierung in der Querschwelle
und der Vektor 73c/die Magnetisierung in der Blochlinie angeben, die mit dem invertierten Neelwandabschniti
längs des geradlinigen Abschnittes 30^·
verknüpft ist. Diese durch die Vektoren 736 und 73c/ angegebenen, lokalisierten Felder an den beiden Enden
des Haltestückes 72 verlaufen senkrecht zur Ebene der Schicht 32 und haben eine solche Gestalt, daß sie mit
den Stellen der Querschwelle und Blochlinien zusammenfallen, wenn die letzteren längs der Querschwellenwand
übertragen werden und sich vorübergehend unter den Haltestücken 70, 72 befinden, an deren Enden die
Querschwellen und die Blochlinien paarweise stabilisiert werden. Diese von den Haltestücken 70 und 72
aufgebauten, lokalisierten Felder gewährleisten eine zuverlässige Fortpflanzung der invertierten Neelwandabschnitte,
während die letzteren von der Speicherzelle
Λρν Fi
r r j σ
längs der Querschwellenwand 38 laufen.
In der F i g. 8 ist eine weitere Ausführungsform eines mit Querschwellenwänden arbeitenden Speichersystems
dargestellt, das bereits von LJ. S c h w e e u. a. vorgeschlagen ist Es enthält eine Unterlage 80 aus Glas,
auf deren Oberseite eine dünne, ferromagnetische Schicht 82 befestigt ist, die zu einer Längsachse 84 eines
so sägezahnartigen Gebildes und einer leichten Achse 85 symmetrisch ist; siehe auch den Aufsatz von L. J.
Sch wee u. a. in der Zeitschrift: »AIP Conference Proceedings«, Nr. 29 zur 21. Jahreskonferenz über
+Magnetismus und magnetische Materialien 1975, (April
1976), Seiten 624—625. Bei der Ausführungsform der F i g. 8 ist die leichte Achse 85 parallel zur Längsachse
84 ausgerichtet und geht an den Positionen einer Querschwelle 96 und einer Blochlinie 98 an einer
Querschwellenwand 88 vorbei. Die Spitzen 90 der aufeinanderfolgenden Sägezähne der Schicht 82 haben
voneinander den Abstand L von beispielsweise 25 μτη,
durch den auch die Strecke zwischen zwei benachbarten Stellen der Querschwelle 96 längs der Querschwellenwand
88 festgelegt ist. An der Unterseite der Unterlage
es 80 ist außerdem ein Mikroband 92 aus Kupfer festgemacht. Wenn ein Magnetfeld in der harten Achse,
das viel stärker als das Anisotropiefeld des sägezahnartigen
Gebildes ist, dadurch angelegt wird, daß ein
elektrischer Strom durch das Mikroband 92 hindurchgeleiter
wird, wirkt im oberen Teil des Gebildes (also oberhalb der in Längsrichtung verlaufenden Mittellinie)
ein Drehmoment auf die Magnetisierung ein, während im unteren Teil ein Drehmoment in der Gegenrichtung
wirksam ist, wie aus einem Aufsatz von D; S. L ο U, a. mit
dem Titel: »Geörhcifyof Serrated Magnetic Film Strips
for Ihc-Oross-Tie Memory« hervorgeht, der in der Zeitschrift:
»IEEE Transactions on Magnetics«, MAG 13 (Januar 1977) erschienen ist. Mit der Wegnahme des
Magnetfeldes geht die Magnetisierung oberhalb und unterhalb der Mittellinie in entgegengesetzter Richtung
zurück, wobei sich an der Grenze eine Domänenwand, also die Querschwcllcnwand bildet.
Das lokale Feld im Bereich eines dünnen, fcrromagnelischen
Filmes wird als Stärke des in der harten Achse angelegten Feldes definiert, die zur Sättigung der
Magnetisierung in diesem Bereich in der harten, lokalen Richtung notwendig ist. Ein Magnetfilm, der bis auf ein
langes, schmales Band weggeätzt ist, weist eine Gestaltanisotropie auf, bei der die geslaltsinduzicrte
leichte Achse parallel zu den Rändern des Bandes verläuft. Die mit einem Anisotrometer gemessene
Gestaltsanisotropie ist an den Rändern des Filmbandes größer als in der Mitte, die dadurch errechnet werden
kann, daß das entmagnetisierende Feld des Filmbandes ermittelt wird, wenn es in der Filmebene senkrecht zu
den Rändern gesättigt ist. Diese Gestaltsanisotropie WKSist nämlich durch die Gleichung bestimmt:
HKs = 8 M tan
T/W,
(1)
in der Λ/die Sättigungs-Magnetisierung, Tdie Filmdicke
und IVdie Breite des Filmbandes bedeuten. Gemäß der Gleichung (1) hat also ein Nickeleisenfilm von 350 A
Dicke und 0,025 mm Breite eine Gestaltsanisotropie von 8,8 Oerstedt.
Wenn sich die Gestaltsanisotropie mit einer feldinduzierten Anisotropie Hkf addiert, deren leichte Achse
gegenüber dem Rand des Bandes einen Winkel β bildet, ist die sich ergebende Gesamtanisotropie //κτ-durch die
Gleichung festgelegt:
HKt = (HKs + HlF + 2HKs- HKl ■ cos 2 ff)1'1 (2)
und der Winkel der Schrägstellung ergibt sich zu:
und der Winkel der Schrägstellung ergibt sich zu:
ι -> . KK -sin 2β
1 =12 · arctan -= !—=-.—-.-τ—. (->)
1 =12 · arctan -= !—=-.—-.-τ—. (->)
Wenn die Trcibleitung 30 der Fig.3 mit dem Band
100 gekoppelt wäre, was nicht gezeigt ist, wurden zusammengehörige Querschwellen 1(0 und Blochlinien
112 auftreten, die an der Querschwellenwand 108 entlang orientiert sind Und durch die Form der
Treibleitung 30 in ihrer Länge gestaltet wären. Da das Band 100 eine Uniäxiale Anisotropie aufweist, slellf die
leichte Achse 106, die während der Vaküurhaufdampfung
mit Hilfe eines ausrichtenden Magnetfeldes im
ίο Band 100 erzeugt wurde; eine nahezu gerade Linie dar.
Bezüglich des Randes des Bandes 100 ist die Querschwellenwand 108 in einem Gebiet 108<i schräggestellt, so daß sie über diesen Rand hinwegläuft. Wenn
dementsprechend die die Informationen führenden, zusammengehörigen Querschwellen 110 und Blochlinien
112 in dem dünnen ferromagnelischen Band 100 mit der uniaxialen Anisotropie längs der Querschwellenwand
108 fortgepflanzt werden, müssen sie zwangsfäufig der etwa geradlinigen Querschwellenwand 108
anstatt dem Umriß des Bandes 100 folgen, so daß die zusammengehörigen Querschwellen 110 und Blochlinien
112 über den Rand des gekrümmten Abschnittes des Bandes 100 hinauslaufen und die Informationen
verlorengehen.
Der mit Querschwellenwänden arbeitende Datenspeicher gemäß der Erfindung enthält in Fig. 10 eine
Speicherebene 120 auf einer nichtmagnetisierbaren Unterlage 122, z. B. aus Glas oder Silicium, an deren
Unterseite ein Mikroband 124 aus Kupfer und an deren Oberseite eine dünne, ferromagnetische Schicht 126 von
gekrümmter, sägezahnartiger Gestalt befestigt sind: siehe den bereits genannten Aufsatz von L W.
Sch wee in der Zeitschrift: »AIP Conference Proceedings« und die F i g. 8. Das Mikroband 124 kann sich
auch auf der Oberseite befinden; ihm folgt dann eine isolierende und glättende Schicht, z. B. aus Siliciummonoxid,
auf der dann die Schicht 126 aufliegt. Auf der Schicht 126 ist eine Treibleitung 130 aus Kupfer
befestigt, deren allgemeine Ausbildung in der USA-Patentschrift 39 06 466 von L ο u. a. und in F i g. 3 gezeig-,
ist. Die Treibleitung 130 ist aus mehreren in Reihe
l· 1« ♦
gvov.,u„v^„
Jedesmal, wenn der Rand des Bandes nicht mit der leichten Achse der feldinduzierten Anisotropie zusammenfällt,
besteht eine ausnutzbare Schrägstellung, bei Her die Wand den Rand des Bandes schneidet, wie die
Gleichung (3) zeigt
In der Fig.9 ist ein mit Querschwellenwänden arbeitender Speicher mit eineir Band 100 aus einem
Nickeleisenfilm von etwa 350 Ä Dicke und 10 μηι Breite
als Datenspur wiedergegeben. An der Unterseite einer nichtmagnetisierbaren Unterlage 102, z. B. aus Glas, ist
ein Mikroband 104 aus Kupfer und an der Oberseite das dünne, ferromagnetische Band 100 mit einer leichten
Achse 106 befestigt. Wie bereits in Verbindung mit der Fig.6 erklärt ist, ist eine Querschwellenwand 108
parallel zur leichten Achse 106 ausgerichtet, während die Magnetisierung oberhalb bzw. unterhalb der
Querschwellenwand nach links bzw. rechts zeigt, wie durch Vektoren M angezeigt ist
Abschalter; suf~cbsi
Speicherzelle definieren und längs einer Mittellinie 132 voneinander einen gleichförmigen Abstand haben.
Diese Mittellinie 132 verläuft etwa im selben Abstand von den beiden Rändern des Mikrobandes 124 und der
Schicht 126. Da von den sich gegenüberliegenden Rändern der Schicht 126 die gestaltsinduzierte Anisotropie
hervorgerufen wird, wird die Querschwellenwand von den der Speicherebene 120 zugerodneten
Treibfeldem gezwungen, der geometrischen Mittellinie 132 der Schicht 126, die auf hintereinanderliegende
Abschnitte 130a und 1306 der Treibleitung 130 ausgerichtet ist, zu folgen. Wie aus dem Grundriß der
Speicherebene 120 erkennbar ist, wird durch die Gestaltsanisotropie der Schicht 126 die Querschwellenwand
zwangsläufig auf die Mittellinie 132 festgelegt, während die Treibleitung 130 und das Mikroband 124 in
an sich bekannter Weise als Anordnung aus einem Stück ausgebildet sind, deren geometrische Mittellinien
oberhalb der geometrischen Mittellinie der Schicht 126 und demgemäß der Querschwellenwand verlaufen. Bei
einer passenden Anordnung der Wände und entsprechenden Treibfeldem, wie in Vebrindung mit den F i g. 3
und 8 angegeben ist können zusammengehörige Querschwellen 136 und Blochlinien 138 an der
Treibleitung 130 entlang fortgepflanzt werden, wobei sie einer nichtlinearen, also gekrümmten Datenspur in
9 10
der Querschwellenwand auf der Mittellinie 132 folgen. Oberseite der Unterlage Ϊ52 angebracht sein, wenn es
tür Fortpflanzung kann eine Folge aus drei Impulsen von einer glättenden und isolierenden Schicht, z. B. aus
unter Benutzung eines einzigen Mikrobandes 124 als Siliciumoxid, bedfcckt ist. Auf der Schicht 156 ist über
Treibleitung ausreichen; vergleiche den Aufsatz von dem Mikroband 154 eine Treibleitung 158 aus Kupfer
Sch wee u. a. in der Zeitschrift: »IEEETransaclions on ■; festgemacht, die jedoch von der ferromagndtischen
Magnetics« MAG 12, (1976), Seiten 608 bis 613. Schicht 156 durch einen Isolator t. B. aus Siliciummon-
Einen dünne"*, ferfömägnctischen FiIiII Vollkommen oxid oder einer zähen, durchsichtigen, kältebeständigen
ohne Anisotropie herzustellen, ist keine einfache Polyestcrfolic auf der Basis von Äthylenglykol und
Aufgabe. Versuche, isotrope Filme durch eine Vakuum- Terephthalsäure getrennt ist. Die Treibleitung 158 ist
aufdampfung ohne ein magnetisches Feld zu erzielen, ι ο aus mehreren in Reihe geschalteten Abschnitten
haben bislang gezeigt, daß dennoch eine magnetische aufgebaut, die je eine Speicherzelle I bis N definieren
Anisotropie entstand, bei der jedoch die Orientierung und in gleichförmigen Abständen längs einer Querder
leichten Achse nicht vorhersehbar war, obgleich die schwellcnwand 160 und oberhalb dieser angeordnet
Werte der Anisotropie etwa dieselben wie bei Filmen sind; diese Querschwellenwand 160 ist auch längs der
waren, die in einem Feld niedergeschlagen wurden; η Längsachsendes Mikrobandes 154 und der fcrromagnesiehc
z. B. den Aufsatz von D. O. Smith mit dem Titel: tischen Schicht 156 ausgerichtet.
»Anisotropy in Nickel-Iron Films«, abgedruckt in der Über der Oberseite der ferromagnetischen Schicht Zeitschrift: »Journal of Applied Physics« 32 (März 1976), 156 und der Treibleitung 158 befindet sich eine Seiten 705—805. Dies bedeutet, daß das angelegte Feld Schreibtreibleitung 162, die von einem Schreibfeldgenebloß die Richtung des Magnetisierungsveklors M 20 rator 164 angetrieben wird. Am oberen Rand der festlegt, der seinerseits die magnetische Anisotropie Unterlage 152 ist ein allgemeiner Feldgencrator 166 bestimmt. Es wurde auch der Versuch unternommen, angeordnet, der an zwei Endklcmmen 154a und 154£> des vollständig isotrope Filme durch Aufdampfung in einem Mikrobandes 154 angeschlossen ist und ein Stromsignal sich gleichförmig drehenden angelegten Magnetfeld zu zum Aufbau eines allgemeinen Feldes 22 (F i g. 2) in dem erhalten; siehe den Bericht von J. B. Goodenough 2r> Bereich der dünnen, ferromagnetischen Schicht 156 und D.O. Sm i th im Kapitel 7 des Buches: »Magnetic abgibt. Ferner befindet sich am oberen Rand der Properties of Metals and Alloys« der »American Society Unterlage 152 ein lokaler Feldgenerator 168, der mit for Metals«. Cleveland, Ohio (1960). Wie sie herausge- zwei Endanschlüssen 158a und 1580 der Treibleitung runden hatten, besitzen die Anordnungen derartiger 158 verbunden ist, der ein Stromsignal zum Aufbau eines Filme noch geringe, aber bezeichnende Beträge der m lokalen Feldes 20 (F i g. 2) in der Schicht 156 zuführbar Anisotropie, woraus die Verfasser auf sich unterschei- ist. Am linken gekrümmten Ende der Schicht 156 sind dende Orientierungen der leichten Achsen in der ein Leseverstärker 170 und ein Aufnahmeelement 172 Anordnung schlossen, bei der diese Restanisotropie auf zum Auslesen der Binärwerte aus dem zusammengehöden Einfallswinkel zurückzuführen ist. rigen Querschwellcn und Blochlinien angeordnet, die
»Anisotropy in Nickel-Iron Films«, abgedruckt in der Über der Oberseite der ferromagnetischen Schicht Zeitschrift: »Journal of Applied Physics« 32 (März 1976), 156 und der Treibleitung 158 befindet sich eine Seiten 705—805. Dies bedeutet, daß das angelegte Feld Schreibtreibleitung 162, die von einem Schreibfeldgenebloß die Richtung des Magnetisierungsveklors M 20 rator 164 angetrieben wird. Am oberen Rand der festlegt, der seinerseits die magnetische Anisotropie Unterlage 152 ist ein allgemeiner Feldgencrator 166 bestimmt. Es wurde auch der Versuch unternommen, angeordnet, der an zwei Endklcmmen 154a und 154£> des vollständig isotrope Filme durch Aufdampfung in einem Mikrobandes 154 angeschlossen ist und ein Stromsignal sich gleichförmig drehenden angelegten Magnetfeld zu zum Aufbau eines allgemeinen Feldes 22 (F i g. 2) in dem erhalten; siehe den Bericht von J. B. Goodenough 2r> Bereich der dünnen, ferromagnetischen Schicht 156 und D.O. Sm i th im Kapitel 7 des Buches: »Magnetic abgibt. Ferner befindet sich am oberen Rand der Properties of Metals and Alloys« der »American Society Unterlage 152 ein lokaler Feldgenerator 168, der mit for Metals«. Cleveland, Ohio (1960). Wie sie herausge- zwei Endanschlüssen 158a und 1580 der Treibleitung runden hatten, besitzen die Anordnungen derartiger 158 verbunden ist, der ein Stromsignal zum Aufbau eines Filme noch geringe, aber bezeichnende Beträge der m lokalen Feldes 20 (F i g. 2) in der Schicht 156 zuführbar Anisotropie, woraus die Verfasser auf sich unterschei- ist. Am linken gekrümmten Ende der Schicht 156 sind dende Orientierungen der leichten Achsen in der ein Leseverstärker 170 und ein Aufnahmeelement 172 Anordnung schlossen, bei der diese Restanisotropie auf zum Auslesen der Binärwerte aus dem zusammengehöden Einfallswinkel zurückzuführen ist. rigen Querschwellcn und Blochlinien angeordnet, die
Das neue Verfahren zur Herstellung vollständig j<-, vom Schreibfeldgenerator 164 hervorgerufen und
isotroper Filme besteht darin, während des Niederschla- hintereinander längs der Querschwellenwand 160 in
gens die Unterlage schnell in der Gegenwart eines Richtung von Pfeilen 174 mit Hilfe der in Reihe
stetigen Magnetfeldes zu drehen. Die durch dieses geschalteten Abschnitte der Trciblcitung 158 und des
Verfahren hergestellten Filme haben sich im Experi- Mikrobandes 154 fortgepflanzt werden, wie aus der
ment praktisch frei von jeglicher wahrnehmbarer 40 USA-Patentschrift 39 06 466 von D. S. Lo u. a. hervor-
Anisotropie erwiesen, selbst wenn die empfindlichsten geht.
Meßgeräte verwendet wurden. Zusammenfassend betrachtet, wird von einem eine
In den Fig. 10 und 11 sind Speicherebenen 120 und Datenspur definierenden Band aus einem isotropen
150 anschaulich gemacht und mit den zugehörigen magnetischen Film die gestaltsinduzierte, also vom
Signalen erläutert. Beider Ausführungsform der Fig. 11 ^ Umriß des Randes herrührende Anisotropie zur
ist an der Unterseite einer nichtmagnetisierbaren Erzwingung einer Querschwellenwand innerhalb des
Unterlage 152. z. B. aus Glas, ein Mikroband 154 aus ebenen Umrisses des Filmbandes ausgenutzt. Bei einer
Kupfer und an der Oberseite eine dünne, ferromagneti- Anwendung der geslaltsinduzierten Anisotropie des
sehe Schicht 156 mit einem sägezahnartigen Rand isotropen Filmbandes können nichtlineare, also gebefestigt.
Das Mikroband 154 kann auch an der to krümmte Datenspuren erreicht werden.
Hierzu 7 I)IaIl Zeichnungen
Claims (3)
1. Verfahren zum Herstellen völlig isotroper ferromagnetischer Nickeleisenfiime für die Übertragung
oder Speicherung, digitaler Daten in einer Dicke von etwa 350Ä auf einer isolierenden
Unterlage in Gegenwart eines magnetischen Gleichfeldes, dadurch gekennzeichnet, daß die
Unterlage (122; 152) während des Niederschiagens des Nickeleisens schnell gedreht und der Nickeleisenfilm
als gekrümmtes Band (126; 156) mit zwei sich symmetrisch gegenüberliegenden, sägezahnartigen
Rändern ausgebildet wird, von denen auf Grund einer gestaltsinduzierten Anisotropie längs der
Mittellinie (132; 160) des Bandes (126; 156) eine gekrümmte Querschwellenwand herbeiführbar ist.
2. Datenübertrager und -speicher mit einem nach dem Anspruch I hergestellten Nickeleisenfilm,
dadurch gekennzeichnet, daß die von den beiden Randern gebildeten Sägezähne des Bandes (126;
156) mit einem konstanten Umriß und Flächeninhalt periodisch nebeneinander angeordnet sind, so daß
die Spit/en der Sägezähne einen festen Abstand voneinander aufweisen, und daß das Band (126; 156)
des Nickeleisenfilmes, ein glattrandiges. elektrisch leitendes Mikroband (124; 154), eine aus mehreren
etwa rechtwinkligen Abschnitten (130a. \30b) zusammengefügte Treibleitung (130; 158) und
eingeschaltete, elektrisch isolierende Schichten eine gestapelte Anordnung bilden, in der die Mittellinie
(132; 160) des Bandes (126; 156) in dichter Nachbarschaft zu dx;r des .Vlikrobandes (124; 154)
und zu der der Treiblcitung (130; 158) verläuft und
ausgerichtet ist.
3. Datenübertrager und -speicher nach dem Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß das Band
(126; 156) des Nickeleisenfilmes eine völlig geschlossene Schleife und das Mikroband (124, 154) und die
Treibleitung 1130; 158) nahe/u geschlossene Schleifen
bilden.
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DE2758622B2 DE2758622B2 (de) | 1979-05-17 |
DE2758622C3 true DE2758622C3 (de) | 1980-01-31 |
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Family Applications (1)
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GB (1) | GB1598318A (de) |
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US4080591A (en) * | 1977-01-03 | 1978-03-21 | Sperry Rand Corporation | Replicator for cross-tie wall memory system incorporating isotropic data track |
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JPS53108246A (en) | 1978-09-20 |
FR2376492A1 (fr) | 1978-07-28 |
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GB1598318A (en) | 1981-09-16 |
US4130888A (en) | 1978-12-19 |
DE2758622B2 (de) | 1979-05-17 |
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