DE2812675A1

DE2812675A1 - Anordnung zur codierung von magnetzylinder-einzelwanddomaenen

Info

Publication number: DE2812675A1
Application number: DE19782812675
Authority: DE
Inventors: David Malcolm Hannon
Original assignee: International Business Machines Corp
Current assignee: International Business Machines Corp
Priority date: 1977-03-31
Filing date: 1978-03-23
Publication date: 1978-10-12
Also published as: GB1557557A; JPS53122335A; US4085454A; JPS5813996B2; FR2386101B1; FR2386101A1

Description

Anmelderin: International Business Machines

Corporation, Armonk, N.Y. 10504

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Anordnung zur Codierung von Magnetzylinder-Einzelwanddomänen

Die Erfindung betrifft eine Anordnung, wie sie dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1 zu entnehmen ist.

Bei einem bekannten System zur Informationsverarbeitung unter Verwendung von Magnetzylinder-Einzelwanddomänenanordnungen werden Datenbits - Null oder Eins - durch Nichtauftreten oder Auftreten von Magnetzylinder-Einzelwanddomänen dargestellt. Bei Systemen dieser Art ist es dabei überhaupt nicht kritisch, ob Magnetzylinder-Einzelwanddomänen in ihren Domänenwandungen ein oder zwei Paar Blochlinien oder gar überhaupt keine Blochlinien aufweisen. Die Domänenweiterleitung erfolgt nämlich hier üblicherweise durch auf die betreffende Speichermagnetschicht aufgelegte magnetische Streifenmuster, bestehend aus weichmagnetischen Streifenelementen; in diesem Streifenmuster befindliche Magnetzylinder-Einzelwanddomänen werden dabei von Streifen zu Streifen unter der Einwirkung eines sich in der Speichermagnetschichtebene drehenden Treibermagnetfeldes weitergeleitet. Magnetzylinder-Einzelwanddomänen können also eine jeweils unterschiedliche Anzahl von vertikalen Blochlinien in ihren Domänenwandungen aufweisen, die sich ganz grob als eine vertikale Verdrehungslinie in der Wandungsmagnetisierung denken lassen. Diese Blochlinien trennen jedenfalls zwei Gebiete innerhalb der Domänenwandungsmagnetisierung. ■Werden nun derartige Magnetzylinder-Einzelwanddomänen durch !besagte Streifenmuster nicht völlig zwangsläufig weitergeleijtet, dann können Magnetzylinder-Einzelwanddomänen mit unterschiedlichen Blochlinienanzahlen in den Domänenwandungen im Ansprechen auf ein vertikales Gradientenmagnetfeld unter-

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schiedliche Fortbewegungsrichtungen in der Speichermagnetschicht einschlagen.

Blochlinien und ihre Wirkung auf magnetische Eigenschaften
von Magnetzylinder-Einzelwanddomänen sind im einzelnen in ■ den USA Patentschriften 3 940 750 und 3 890 605 beschrieben. ^[ Wenn auch die Anwendung von Magnetzylinder-Einzelwanddomänen,
deren Wandungen unterschiedliche Blochlinienanzahl aufweisen,
bei oben beschriebenen Systemen äußerst nachteilig sein
kann, dann ergibt sich jedoch auch eine vorteilhafte Verwendung derartiger Magnetzylinder-Einzelwanddomänen, wenn Informationssysteme unter Verwendung von Magnetzylinder-Einzelwandmagnetdomänenanordnungen benutzt werden, denen ein Domänenschicht- j gitter, wie in der Offenlegungsschrift 2 441 280 beschrieben, ι zugrunde liegt. i

Verfahren zur Bildung von Magnetzylinder-Einzelwanddomänen ι mit jeweils vorgebbarer Anzahl von Blochlinien in ihren Do- [ mänenwandungen finden sich in den USA Patentschriften
4 001 794 und 3 996 577. Hierbei ist hervorzuheben, daß die
Anordnung nach der zuletzt genannten Patentschrift mit
großem Erfolg in der Praxis Eingang gefunden hat. Hierin
Wird die Verwendung einer Permanentmagnetschicht beschrieben,
die in Austauschkopplung mit einer Speichermagnetschicht
steht, in der Magnetzylinder-Einzelwanddomäne erzeugt und
aufbewahrt werden. Diese als Treibermagnetschicht verwendete
Permanentmagnetschicht kann dabei entweder zusammen mit oder
ohne ein äußeres in Magnetschichtebene gerichtetes zusätzliches Magnetfeld zur Einwirkung gelangen, um so in kontrollier [ter Weise Magnetzylinder-Einzelwanddomänen zu erzeugen, die
sntweder ein Blochlinienpaar (S=O) oder überhaupt keine Bloch-Linien (S=1) besitzen. Die unter Austauschkopplung auf die
Speichermagnetschicht einwirkende Treibermagnetschicht kann da-

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!bei entweder eine ionenimplantierte Schicht, eine dünne Granatischicht mit planarer Magnetisierung oder eine dünne weichma-•gnetische Ni-Fe-Schicht sein. Weiterhin ist in dieser Patentschrift die kontrollierte Umwandlung von Magnetzylinder-Einzelwanddomänen-Wandungsmagnetisierungszuständen in den einen oder anderen Zustand bzw. umgekehrt beschrieben, indem die Domänenwandung der jeweiligen Magnetzylinder-Einzelwanddomäne !einer kritischen Geschwindigkeit ausgesetzt wird, die vom Einwirken, bzw. Nichteinwirken des äußeren, in Schichtebene ausgerichteten Magnetfeldes auf die in Austauschkopplung stehende Magnetschicht abhängig ist. Bei diesem Verfahren wird sich eines relativ breiten einzelnen, in einem Domänenschichtgitterbereich liegenden Leitungszuges bedient, wobei in einem bevorzugten Ausführungsbeispiel zwei Metallisierungsjebenen Anwendung finden. Zusätzlich sind die Charakteristiken ,des vertikal einwirkenden Magnetfeldes durch die Eigenschaft !des jeweils gewählten, örtlich einwirkenden, in Schichtebene

gerichteten Magnetfeldes vorgegeben. Mit einem derartigen Verfahren verschiebt sich eine Magnetzylinder-Einzelwanddomäne ^!mit dem Domänenwandungsmagnetisierungszustand S=1 unterhalb des !elektrischen Leitungszuges während des Codierungsschrittes in ,eine erste Richtung. Anderseits bewegt sich eine Magnetzylinder-JEinzelwanddomäne mit dem Domänenwandungsmagnetisierungszustand S=O in eine zweite, gegenüber der ersten Bewegungsrichtung entgegengesetzte Richtung unterhalb des elektrischen Leitungszuges. Infolgedessen ist die Lage einer Magnetzylinder-Einzelwanddomäne nach Abschluß des Codierungsschrittes von ihrem jeweiligen Domänenwandungsmagnetisierungszustand abhängig. Die örtliche Lage der Magnetzylinder-Einzelwanddomäne wird

weiterhin durch Schwankungen in den Materialeigenschaften der Speichermagnetschicht, mechanische Spannung der elektrischen Leitungszüge und andere Parameter beeinflußt. Derartig be- j dingte Abweichungen in der jeweiligen Lage einer Magnetzylinder:-

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EinzeIwanddomäne nach der Codierung erschwert damit beträchtlich die gezielte Weiterleitung von Magnetzylinder-E in ζ elwanddomänen.

Zur Erhöhung der Datenverarbeitungsgeschwindigkeit bei Magnetzylinder-Einzelwanddomänenanordnungen, insbesondere unter Verwendung von Domänenschichtgitterbereichen besteht daher die Aufgabe der Erfindung darin, die Codierung von Magnetzylinder-Einzelwanddomänen über ihre Wandungsmagnetisierungszustände unter Anwenden nur einer Metallisierungsebene bei relativ geringer Platzbeanspruchung vorzunehmen, wobei das erforderliche Vertikalmagnetfeld im wesentlich unabhängig vom örtlich einwirkenden, in Magnetschichtebene gerichteten Magnetfeld gewählt werden kann, so daß die jeweilige örtliche Lage einer Magnetzylinder-Einzelwanddomäne während des Codierungsschrittes kontrolliert steuerbar ist.

Erfindungsgemäß wird diese Aufgabe gelöst wie es dem Kennzeichen des Patentanspruchs 1 zu entnehmen ist.

Es werden also auf einer Speichermagnetschicht, die in der Lage ist, Magnetzylinder-Einzelwanddomänen hierin aufzubewahren, zwei parallel zueinander verlaufende elektrische Leitungszüge angeordnet. Der Abstand zwischen den beiden parallelen elektrischen Leitungszügen ist dabei derart, daß sie eine örtliche, in Magnetschichtebene gerichtete Magnetfeldkomponente herbeizuführen vermögen, die ausreicht, um Mag- !netzylinder-Einzelwanddomänen über ihre Domänenwandungsmagne-Itisierungszustände zu codieren und darüberhinaus eine deriartige vertikale Magnetfeldkomponente, die in der Lage ist, eine zwischen den elektrischen Leitungszügen befindliche Mag- ; netzylinder-Einzelwanddomäne beim Stromfluß durch diese elek-] ι

trischen Leitungszüge fest an ihrem Platz zu halten. Zusätzlichj

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ist ein äußeres in Magnetschichtebene gerichtetes Magnetfeld auf die Speichermagnetschicht zur Einwirkung gebracht. Eine Magnetzylinder-Einzelwanddomäne wird in einen Domänenwandungsmagnetisierungszustand S=1 codiert, wenn der Strom durch beide Leitungszüge gleichzeitig in erster Richtung fließt. Es ergibt sich eine Codierung mit der Domänenwandungsmagnetisierung S=O, wenn beiden Leitungszügen gleichzeitig ein Strom in gegenüber zuvor entgegengesetzter Richtung zugeführt wird.

Vorteilhafte Ausgestaltungen und Weiterbildung der Erfindung sind den Unteransprüchen zu entnehmen.

Die Erfindung wird anschließend anhand einer Ausführungsbeispielsbeschreibung mit Hilfe der unten aufgeführten Zeichnungen näher erläutert.

Es zeigen:

Fig. 1 einen Querschnitt durch eine schematisch

dargestellte Anordnung gemäß dem Stand der Technik,

Fig. 1A eine graphische Darstellung, bei der die

magnetischen Feldstärken des in Schichtebene gerichteten Magnetfeldes sowie des

; vertikal gerichteten Magnetfeldes für die

; Anordnung nach Fig. 1 aufgetragen sind,

j !

Fig. 2 einen Querschnitt durch eine schematisch i

dargestellte Anordnung gemäß der Erfindung, Fig. 2A eine graphische Darstellung der gleichen

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Funktionen wie in Fig. 1A, jedoch für die erfindungsgemäße Anordnung,

Fig. 3A eine schematische Darstellung eines

ersten Ausführungsbeispiels der Erfindung,

Fig. 3B eine schematische Darstellung eines

zweiten Ausführungsbeispiels der Erfindung.

Die schematische Darstellung in Fig. 1 entspricht im wesentlichen einer Anordnung nach der USA-Patentschrift 3 996 577, wobei eine Speichermagnetschicht 10 in Austauschkopplung mit einer hier nicht gezeigten permanenten Magnetschicht, steht, die der oberen Oberfläche zugeordnet ist. Ein einzelner elektrischer Leitungszug 12 ist auf der oberen Oberfläche der Speichermagnetschicht 10 angeordnet. Der elektrische Leitungszug 12 ist relativ breit, z.B. in typischer Weise in der Größenordnung von 50 um zur Verwendung von Magnetzylinder-Einzelwanddomänen mit einem Durchmesser von 5 pm. Die in der Darstellung nach Fig. 1 angedeutete Magnetzylinder-Einzelwanddomäne 14 läßt sich bezüglich ihrer Domänenwandungsmagnetisierung codieren, wenn sie sich in der Speichermagnetschicht 10 unmittelbar unter oder in der Nähe des Zentrums des elektrischen Leitungszuges 12 befindet.

Eine zweite Magnetisierungsebene die jedoch in der Darstellung nach Fig. 1 nicht gezeigt ist, wird benötigt, um die Magnetzylinder-Einzelwanddomäne vor Einleiten des Codierungsvorganges in das Zentrum des elektrischen Leitungszuges 12 zu verschieben, um sie nach Abschluß des CodierungsVorganges dann in den Domänenschichtgitterbereich schieben zu können.

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^!Fig. 1A zeigt den funktionellen Zusammenhang zwischen der !vertikalen Magnetfeldstärke H₁₇ in Form der Kurve 16 und der jörtlich einwirkenden, in Schichtebene gerichteten Magnetfeld- ^stärke H in Form der Kurve 18, jeweils in Abhängigkeit von !der Entfernung innerhalb der Speichermagnetschicht, wobei idie betreffende Strecke jeweils durch die unterhalb oder in der Nähe des elektrischen Leitungszuges 12 liegende Magnetzylinder-Einzelwanddomäne verläuft; vorausgesetzt natürlich, daß der elektrische Leitungszug stromdurchflossen ist.

Zum Betrieb der in Fig. 1 schematisch dargestellten Anordnung ;Wird außerdem noch ein zusätzlich von außen einwirkendes, in ;Schichtebene gerichtetes Magnetfeld benötigt, dessen Feldstärke z.B. 4000 A/m beträgt, wobei im elektrischen Leitungszug 12 ein Strom von etwa 0,5 A, hiermit zusammenwirkend, eine jörtlich lokalisierte, in Magnetschichtebene gerichtete FeId- ! stärke H an der Magnetzylinder-Einzelwanddomänenlage hervor-Iruft. Der Gradient des vertikal gerichteten Magnefeldes H ι ^ά

!bewirkt gemäß dem Verlauf der Kurve 16, daß die Magnetjzylinder-Einzelwanddomäne sich nach rechts auf einen niedrigeren Wert der Feldstärke H₁₇ zubewegt. Wird der Strom im ι ^Z

!elektrischen Leitungszug 12 zu lange einwirken gelassen, dann !bewegt sich schließlich die Magnetzylinder-Einzelwanddomäne zu 'einem derartig niedrigen Wert der Feldstärke H hin, daß sie sich zu einer Streifendomäne deformiert, um schließlich in der Magnetschicht zu verlaufen. Bei dieser bekannten Anordnung ergibt sich eine Domänenwandungsmagnetisierung mit S=1, wobei also keine Blochlinien vorhanden sind, wenn sich das örtlich hervorgerufene, in Schichtebene gerichtete Magnetfeld, das durch den Stromdurchfluß verursacht ist, von der Feldstärke | Hp abzieht, so daß sich die resultierende Feldstärke dem Wert : 0 A/m nähert. Hingegen bildet sich eine Magnetzylinder-Einzel- \ wanddomäne mit einer Domänenwandungsmagnetisierung S=O aus,

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also mit einem Blochlinienpaar, wenn das örtlich einwirkende, in Schichtebene gerichtete Magnetfeld, das durch den Stromdurchfluß durch den elektrischen Leitungszug 12 hervorgerufen ist, sich zu dem zusätzlich einwirkenden, in Schichtebene gerichteten Magnetfeld addiert, so daß ein Wert von etwa 8000 A/m bereitgestellt ist. Der Magnetisierungszustand S=1 bildet sich also in Abwesenheit oder bei Einwirken eines resultierenden, in Schichtebene gerichteten Magnetfeldes mit sehr kleiner Feldstärke aus, wohingegen ein Domänenwandungsmagnetisierungszustand S=O herbeigeführt wird, wenn ein beachtliches, in Schichtebene gerichtetes Magnetfeld örtlich in der Lage der Magnetzylinder-Einzelwanddomäne wirksam ist.

Nach Abschluß des Codierungsvorganges muß die jeweilige Magnetzylinder-Einzelwanddomäne von diesem relativ breiten elektrischen Leitungszug 12 um eine gewisse Distanz fortbewegt werden, so daß ein unmittelbar darauffolgendes Codierungsfeld die bereits codierte Magnetzylinder-Einzelwanddomäne nicht zum Zusammenbruch oder zum Ausstreifen bringen kann. Für den in Fig. 1 angedeuteten Fall müßte so eine 5 um breite Magnetzylinder-Einzelwanddomäne zwischen 50 um und 75 pm von dem elektrischen Leitungszug 12 fortbewegt werden, um eine schädliche Beeinflußung eines anschließend einwirkenden Codierungsimpulses, der für die nächste eingefangene Magnetzylinder-Einzelwanddomäne gedacht ist, auszuschließen.

Da die Magnetzylinder-Einzelwanddomänen-Bewegung in einer ! ! ι

j Speichermagnetschicht nur unter begrenzter Geschwindigkeit j jmöglich ist, bestimmt die oben erwähnte erforderliche Entfernung vom elektrischen Leitungszug 12 nach Abschluß der Codierung die Geschwindigkeit bei Datenverarbeitung unter

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unter Anwendung eines derartigen Systems. Beträgt so z.B. die Grenzgeschwindigkeit 15 m/s, dann ergäbe sich eine Zeitdauer für die Fortbewegung einer Magnetzylinder-Einzelwanddomäne vom elektrischen Leitungszug 12 nach Abschluß einer jeweiligen Codierung zu etwa 5 us, entsprechend einer Frequenz von 200 kHz als Betriebsfrequenz.

Bei der in Fig. 2 schematisch gezeigten Anordnung gemäß der Erfindung zur Codierung von Magnetzylinder-Einzelwanddomänen über ihren jeweiligen Domänenwandungsmagnetisierungszustand ist eine Speichermagnetschicht 20 vorgesehen, auf der ein elektrisches Leitungszugpaar, bestehend aus den Leitungszügen 22 und 24 aufgebracht ist. Die Speichermagnetschicht 20 kann dabei von gleicher Art sein, wie die im Zusammenhang mit Fig. 1 beschriebene, wobei insbesondere auch hier wiederum eine besondere Permanentmagnetschicht in Austauschkopplung hiermit stehen kann. Die elektrischen Leitungszüge 22 und 24 liegen relativ eng beieinander, z.B. mit einem Abstand in der Größenordnung von 4 pm. Bedeutsam ,ist weiterhin, daß beide Leitungszüge parallel zueinander verlaufen.

Ganz allgemein sollte die Breite der Leitungszüge 22 und dem ein- bis vierfachen des Magnetzylinder-Einzelwanddomänendurchmessers entsprechen. So beträgt in typischer Weise die ,Breite der elektrischen Leitungszüge 22 und 24 bei 2,5 um jbis 5 pm starken Magnetzylinder-Einzelwanddomänen 2 bis 20 um, !vorzugsweise jedoch 3 bis 5 um. Die jeweils gewählte elektrische Leitungszugsbreite hängt in erster Linie von der jeweiligen Anwendung ab und stellt das Resultat verschiedener Auslegungsparameter dar. Geringere elektrische Leitungszugsbreiten besitzen einen entsprechend geringen Platzbedarf, so daß sich hiermit höhere Datengeschwindigkeiten

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erzielen lassen. Andererseits ergeben jedoch größere Leitungszugsbreiten geringere Stromdichten, was somit zu erhöhter Leitungszugstabilität führt. Ein tragbarer Kompromiß muß also jeweils getroffen werden.

Der Abstand zwischen den elektrischen Leitungszügen 22 und 24 ist relativ eng und liegt z.B. in der Größenordnung von 6 um. Im allgemeinen entspricht die Abstandsabmessung dem 0,5 bis 2-fachen des Magnetzylinder-Einzelwanddomänendurchmessers. Der Abstand zwischen den elektrischen Leitungszügen 22 und 24, deren Breite bei einem Magnetzylinder-Einzelwanddurchmesser von 5 pm jeweils etwa 4 pm entspricht, würde so zwischen 3 bis 10 um liegen, wobei ein bevorzugter Abstand mit 5 pm bis 7 pm anzusehen ist. Die Größe des Abstands zwischen den elektrischen Leitungszügen 22 und 24 ist in sofern kritisch, als er eine derartige Abmessung besitzen muß, daß beim Stromfluß in gleicher Richtung von der Quelle 23 über die elektrischen Leitungszüge 22 und 24 ein in Schichtebene gerichtetes örtliches Magnetfeld 28 gebildet wird, das zur Codierung von Domänenwandungsmagnetisierungszuständen in Magnetzylinder-Einzelwanddomänen geeignet ist und außerdem eine vertikale Magnetfeldkomponente entsprechend dem Kurvenverlauf 32 bereitzustellen vermag. Ein zusätzlich von außen in Richtung der Magnetschichtebene einwirkendes Magnetfeld mit einer Feldstärke zwischen 1600 bis 4800 A/m wird von der Feldquelle 21 bereitgestellt.

Der Verlauf des örtlich in Schichtebene gerichteten Magnetfeldes, wie er durch die Kurve 28 angedeutet ist, besitzt zwischen den Maxima ein Minimum 30, das direkt oberhalb des jAbstandes zwischen den Leitungszügen 22 und 24 auf der ßpeichermagnetschicht gelegen ist. Der Verlauf des vertikalen Magnetfeldes, wie er durch Kurve 32 wiedergegeben ist, ent-

|hält zwischen einem Zwischenminimum und einem Zwischenmaxi-

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mum einen Nulldurchgang 34, der in etwa im Mittelpunkt des Abstandes zwischen den Leitungszügen 22 und 24 liegt. Wird ein Strom auf die Leitungszüge 22 und 24 übertragen, dann wird die zwischen den Leitungszügen eingefangene Magnet-.zylinder-Einzelwanddomäne aufgrund dieses Verlaufs der Vertikalmagnetisierung im Bereich des Nulldurchgangs 34 festgehalten, so daß sie sich nicht auf das absolute Minimum ■der Kurve 32 zubewegen kann. Ist der Abstand zwischen den elektrischen Leitungszügen 22 und 24 zu gering, dann ist das beim Nulldurchgang 34 gelegene Zwischenminimum zu flach, um hierdurch die eingefangene Magnetzylinder-Einzelwanddomäne festhalten zu können, so daß sie sich dann trotzidem auf das absolute Minimum der Kurve 32 zubewegt, wo sie 'dann ausstreifen wird. Ist der Abstand hingegen zu breit, dann ist das Zwischenminimum 30 im Kurvenverlauf 28 derart tief, daß eine beträchtliche Stromstärke zur Codierung der Domänen-

!wandungsmagnetisierung der eingefangenen Magnetzylinder-'Einzelwanddomäne erforderlich wird.

^Um die Betriebsweise der in den Fign. 2 und 2A charakterisierten Anordnung zu erläutern, sei eine zusätzlich von ;außen einwirkende, in Schichtebene gerichtete Magnetfeldstärke jvon etwa 4000 A/m und eine Stromstärke von 0,25 A in beiden elektrischen Leitungszügen 22 und 24 angenommen, wobei die Stromrichtung in beiden Leitungszügen die gleiche ist. In diesem bevorzugten Ausführungsbeispiel besitzen die elektrischen Leitungszüge 22 und 24 eine Breite von je 4 pn. Diese beiden elektrischen Leitungszüge sind voneinander durch einen Abstand von 6 pm getrennt. Das Zusammenwirken beider 4 um breiten elektrischen Leitungszüge, die parallel in einem Abstand von 6 pm zueinanderliegend angeordnet sind, führt zu einem örtlich, in Schichtebene gerichteten Magnetfeld innerialb dieses Abstandes, das ausreichend ist, die Domänenwan-

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dungsmagnetisierung&zustände einer jeweils eingefangenen Magnetzylinder-Einzelwanddomäne zu codieren; wobei außerdem gewährleistet ist, daß ein sich hierbei gleichzeitig ausbildendes vertikal gerichtetes Magnetfeld innerhalb des Abstands zwischen den beiden elektrischen Leitungszügen ausreichend hoch ist, um eine hierin eingefangene Magnetzylinder-Einzelwanddomäne im Mittelpunkt zwischen den beiden elektrischen Leitungszügen 22 und 24 während des CodierungsVerfahrensschrittes festzuhalten. Wird der Strom in erstes Richtung durch beide Leitungszüge übertragen, dann bildet sich eine Domänenwandungsmagnetisierung mit S=1 in der jeweils eingefangenen Magnetzylinder-Einzelwanddomäne aus. Wird demgegenüber der Strom in umgekehrter Richtung durch beide elektrische Leitungszüge 22 und 24 übertragen, dann ergibt sich eine Magnetzylinder-Einzelwanddomäne mit einer Wandungsmagnetisierung S=O.

In der schematischen Abbildung nach Fig. 3A ist ein Ausführungsbeispiel der Anordnung zweier Leitungszüge 40 und auf einer hier nicht gezeigten Speichermagnetschicht dargestellt, wobei sich eine Magnetzylinder-Einzelwanddomäne 44 im hierzwischen gebildeten Spalt befindet. Bei vorliegendem Ausführungsbeispiel liegen die zum Codieren verwendeten elektrischen Leitungszüge 40 und 42 auf der gleichen Ebene wie die hier nicht gezeigten elektrischen Leitungszüge zum Versetzen und Verschieben der Magnetzylinder-Einzelwanddomänen, so daß sich also hiermit ein Einebenenmetallisierungs-: system ergibt. Die zum Codieren verwendeten elektrischen _; Leitungszüge 40 und 42 lassen sich darüberhinaus auch zum '

[Umsetzen bzw. Versetzen der Magnetzylinder-Einzelwanddomänen vor und nach dem Codierungsschritt verwenden, indem in geeigneter Weise entsprechende Ströme durch die bzw. einen der elektrischen Leitungszüge 40 und 42 übertragen werden.

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Das in Fig. 3A angedeutete Ausführungsbeispiel läßt eine relativ hohe Datengeschwindigkeit beim Einsatz zur Datenverarbeitung zu, so daß sich im Vergleich zu bisher eine sehr viel vorteilhaftere Wirkungsweise ergibt. Dies ergibt sich daraus, daß nach Abschluß der Codierung die jeweils codierte Magnetzylinder-Einzelwanddomäne nur um 10 um bis 15 um von ihrer Codierungslage hinweggeschoben werden muß, um im wesentlichen unbeeinflußt vom nächsten angelegten Codierungsimpuls bleiben zu können. Dies ist aber erheblich weniger als es bei bisherigen Anordnungen der Fall ist. Beträgt z.B. so, wie oben angegeben, die Verschiebegeschwindigkeit für Magnetzylinder-Einzelwanddomänen maximal 15 m/s, dann ergibt sich für das erforderliche Zeitintervall, um eine Magnetzylinder-Einzelwanddomäne um 15 pm hinweg in eine neue örtliche Lage zu verschieben, etwa 1 us, entsprechend einer Betriebsfrequenz von 1 MHz.

In einem weiteren Ausführungsbeispiel, das in Fig. 3B angedeutet ist, sind wiederum zwei parallel zueinander verlaufende .elektrische Leitungszüge 50 und 54 auf einer Speichermagnetschicht angeordnet; jedoch sind hieran zwei sich von der Leitungslücke weg erstreckende Ausleger 52 und 56 am unteren Ende der elektrischen Leitungszüge 50 und 54 angebracht. Die ;sich zwischen den elektrischen Leitungszügen befindende Magnetzylinder-Einzelwanddomäne 58 ist zum Codieren im Zwischenraum zwischen den elektrischen Leitungszügen 54 und 50 gelegen. iEin derartiges Ausführungsbeispiel erfordert eine zweite iMetallisierungsebene, um die Magnetzylinder-Einzelwanddomänen (umsetzen, bzw. versetzen zu können. Ein Vorteil dieses Ausjführungsbeispiels liegt aber darin, daß nach Codieren einer Magnetzylinder-Einzelwanddomäne bezüglich ihrer Domänenwandungsmagnetisierung diese nur um 7 pm hinweg von ihrer örtlichen Codierungslage verschoben zu werden braucht, um vom nächsten angelegten Codierungsimpuls nicht mehr beeinflußt

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werden zu können. Infolgedessen ist auch bei diesem Ausführungsbeispiel die Datengeschwindigkeit höher als bei bekannten Anordnungen, wobei gleichzeitig der Platzbedarf ent-

sprechend abgesenkt wird. [

In einer vorteilhaften Weiterbildung der Erfindung wird I der Strom an einen elektrischen Leitungszug kurze Zeit vor Anlegen eines elektrischen Stromes an den zweiten elektrischen ! Leitungszug übertragen. Durch Anlegen zeitlich aufeinander- j folgender Stromimpulse ergibt sich eine kontrollierte Ver- [ Schiebung für die jeweilige Magnetzylinder-Einzelwanddomäne ; wärend des Codierungsvorgangs, so daß hierdurch die Codierungs4 zählerrate herabsetzbar ist.

Falls erforderlich, lassen sich die elektrischen Leitungszüge 40 und 42 in Fig. 3A und die elektrischen Leitungszüge 50 und 54 in Fig. 3B an einem oder an beiden Enden miteinander verbinden. In diesem Falle kann natürlich nicht eine zeitlich abgestufte Stromimpulszuführung vorgesehen werden.

Die Domänenwandungsmagnetisierungs-Zustandscodierung in Verfahren und Anordnung gemäß der Erfindung führt zu einer An- :zahl von Vorteilen. Die Zwei-Leitungszugsstruktur gestattet, das vertikale Magnetfeld in seinem Gradienten innerhalb weiter Grenzen zu steuern, unabhängig von der in Schichtebene gerichteten Feldmagnetisierung. Infolgedessen läßt sich eine Einzelwanddomänenverschiebung während einer Zustandsänderung steuern, wohingegen bei Anwenden der bekannten Ausführung mit nur einem elektrischen Leitungszug die Domänengeschwindigkeit während der Magnetisierungszustandsänderung zu hoch geraten kann, so daß unter Umständen eine Instabilität in der Magnetzylinder-Einzelwanddomänen-Wandungsmagnetisierung zu verzeichnen ist. Die Anordnung gemäß der Erfindung erlaubt ebenso

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I wie bekannte Anordnungen das Anwenden von Schreibfunktionen, der Erzeugung, Zustandsänderung und Versetzung von Magnetzylinder-Einzelwanddomänen; Dank der Erfindung jedoch läßt
!sich dieses, falls erforderlich, mit Vorsehen nur einer
'einzigen Metallisierungsebene durchführen. Einebenenmetalli-Isierung ist bedeutsam, wenn elektrische Leitungszüge verjwendet werden, um die örtlich erforderlich Vormagnetisierung bereitzustellen, die jeweils eingefangene Magnetzylinder-Einzelwanddomänen zu stabilisieren vermag. Andere Vorteile
führen zu erhöhter Datengeschwindigkeit und entsprechend verjringertem Flächenbedarf.

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Leerseite

Claims

PATENTANSPRÜCHE

Anordnung zur Codierung von Magnetzylinder-Einzelwanddomänen mit Hilfe unterschiedlicher Domänenwandungsmagnetisierungen, dadurch gekennzeichnet, daß auf eine Speichermagnetschicht in an sich bekannter Weise zwei parallel zueinander verlaufende elektrische Leitungszüge aufgebracht sind, deren Abstand so ausgelegt ist, daß ein bei Stromdurchfluß durch die elektrischen Leitungszüge auftretendes Magnetfeld über seine in Schichtebene gerichtete Komponente zur Herbeiführung eines vorgebbaren Wandungsmagnetisierungzustandes und die vertikal zur Schichtebene ausgerichtete Feldkomponente zum Festhalten einer zwischen beiden elektrischen Leitungszügen befindlichen Magnetzylinder-Einzelwanddomäne ausreicht, so daß bei Stromdurchfluß beider elektrischer Leitungszüge in einer Richtung ein erster Wandmagnetisierungszustand in der festgehaltenen Magnetzylinder-Einzelwanddomäne und bei gegenüber zuvor entgegengesetzt gerichtetem Stromdurchfluß ein zweiter Wandungsmagnetisierungszustand in einer festgehaltenen Magnetzylinder-Einzelwanddomänen herbeiführbar ist.

2. Anordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Breite der elektrischen Leitungszüge zwischen 2 bis 20 tun liegt.

J3. Anordnung nach Anspruch 1 und/oder 2, dadurch gekenn-

j zeichnet, daß die Breite der elektrischen Leitungszüge dem 1 bis 4-fachen Durchmesser der jeweils zu

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codierenden Magnetzylinder-Einzelwanddomäne entspicht.

4. Anordnung nach den Ansprüchen 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß der Abstand zwischen den elektrischen Leitungszügen 3 bis 10 pn beträgt.

'5. Anordnung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß der Abstand zwischen den Leitungszügen dem 0,5 bis 2-fachen Durchmesser der jeweils zu codierenden Magnetzylinder-Einzelwanddomäne entspricht.

6. Anordnung nach den Ansprüchen 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß die beiden elektrischen Leitungszüge an einem Ende miteinander verbunden sind.

7. Anordnung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet,

daß die Verbindungsleitung zwischen beiden elektrischen Leitungszügen auf der Speichermagnetschicht, senkrecht zu den elektrischen Lei tungs zügen verlaufend,, angeordnet ist.

8. Anordnung nach den Ansprüchen 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß Maßnahmen getroffen sind_/ um gleichzeitig mit Anlegen eines elektrischen Stromes durch die elektrischen Leitungszüge ein in Schichtebene gerichtetes Magnetfeld auf die Speichermagnetschicht in Einwirkung zu bringen.

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