DE2911992C2 - Magnetooptisches Speicherelement, Verfahren zu seiner Herstellung und es verwendende Speichervorrichtung - Google Patents

Magnetooptisches Speicherelement, Verfahren zu seiner Herstellung und es verwendende Speichervorrichtung

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DE2911992C2 DE2911992A DE2911992A DE2911992C2 DE 2911992 C2 DE2911992 C2 DE 2911992C2 DE 2911992 A DE2911992 A DE 2911992A DE 2911992 A DE2911992 A DE 2911992A DE 2911992 C2 DE2911992 C2 DE 2911992C2
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Description

zusammengesetzt ist, wobei R ein Element aus der Gruppe der Seltenen Erden, M ein Element aus der Gruppe der Übergangsmetalle und A eines der Elemente Bi, Pb, Sn, Sb, Si, Ge, As oder B ist, und daß
0<y<0,25
3. Magnetooptisches Speicherelement nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Seltene Erde Gadolinium (R=Gd), das Obergangsmetall Eisen (M = Fe) und die zusätzliche Stoffkomponente A Wismut (A = Bi) ist.
4. Magnetooptisches Speicherelement nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß es nach der Summenformel
(Gdo26Feo.74)i -,Bi, zusammengesetzt ist und daß 0,G1<.k<0,13
5. Verfahren zur Herstellung eines magnetooptischen Speicherelementes nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 4, bei dem die das Speicherelement (4) aufbauenden Stoffe auf ein vorzugsweise transparentes und auf einer Substrathalterung angeordnetes Substrat aufgebracht werden, dadurch gekennzeichnet, daß die Substrathalterung während des Aufbringens der Stoffe mit konstanter Umdrehungszahl pro Zeiteinheit rotiert.
6. Verfahren nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Umdrehungszahl pro Minute zwischen 50 und 1000, vorzugsweise bei 550, liegt
7. Verfahren nach Anspruch 5 oder 6, dadurch gekennzeichnet, daß durch Elektronenstrahlverdampfung das Gadolinium und das Eisen mit Aufdampfraten zwischen 0,5 und 0,6 nm/s und das Wismut mit Aufdampfraten zwischen 0,1 und 0,4 nm/s auf das Substrat aufgedampft werden.
8. Verfahren nach einem oder mehreren der Ansprüche 5 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß das Speicherelement (4) auf eine zwischen zwei transparenten, ebenen Elektroden (17) liegende Photoleherschicht (18) aufgebracht wird.
9. Magnetooptische Speichervorrichtung mit einer Speicherplatte und einer optischen Schreib-/ Leseeinheit, die eine Strahlenquelle (7) zur Aussendung eines relativ zur Speicherplatte beliebig positionierbaren, linear polarisierbaren Lichtstrahls
sowie einen Petektor (12) zur Messung der Drehung der Schwingungsebene des durch die Speicherplatte transmittierten bzw, an der Speicherplatte reflektierten Lichtstrahls besitzt, und mit einer Magnetspule (9) zur Erzeugung eines senkrecht zur Speicherplatte verlaufenden Magnetfeldes, dadurch gekennzeichnet, daß die Speicherplatte ein Speicherelement (4) nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 8 ist
Die Erfindung betrifft ein magnetooptisches Spei-
cherelement, bestehend aus einer amorphen, eine
uniaxiaie Anisotropie der Magnetisierung aufweisenden
Substanz aus Übergangsmetallen, Seltenen Erden sowie
anderen zusätzlichen Stoffkomponenten.
Derartige amorphe Speicherelemente sind bereits aus der DE-AS 23 40 475 bekannt. Sie bestehen aus binären oder ternären Verbindungen, deren Komponenten z. B. zur Gruppe der 3d-, 4f- und 5f-Elemente des Periodischen Systems gehören. So besitzen beispielsweise Verbindungen aus Seltenen Erden und Obergangsmetallen, z. B. aus Gd und Co, geringe Zusätze magnetischer Atome wie Ni, Cr, Mn oder geringe Zusätze nichtmagnetischer Atome wie Cu, Al, Ag, Pd oder Ga zur Verringerung der Curie-Temperatur, während Verbindungen aus Seltenen Erden und Übergangsmetallen zur Erhöhung der Faraday-Drehung zusätzlich Stoffe wie Tb, Dy oder Ho enthalten.
Ferner ist aus der DE-AS 23 40 475 bekannt, den amorphen Verbindungen geringe Menge (etwa 2 Atom-%) eines nichtmagnetischen Elementes wie O, C, P, N zuzugeben, um ihre Herstellung zu erleichtern. Zur Veränderung der Materialeigenschaften von zweikomponentigen Verbindungen können diese weiterhin nichtmagnetische Elemente wie z. B. Kupfer in hoher Konzentration (2 bis 50 Atom-%) zur Verminderung des ■to magnetischen Momentes der Verbindungen enthalten. Demgegenüber ist es Aufgabe der Erfindung, für eine Speichervorrichtung ein amorphes, magnetooptisches Speicherelement mit einem gegenüber bekannten Speicherelementen erhöhten Faraday- bzw. Kerr-Effekt zur Verbesserung des Auslesens der im Speicherelement vorhandenen Information zu schaffen.
Ausgehend vom Oberbegriff des Hauptanspruchs wird diese Aufgabe erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß das Speicherelement als zusätzliche Stoffkomposo nente einen oder mehrere der Stoffe Bi, Pb, Sn, Sb, Ge, As oder B enthält.
Substanzen aus Seltenen Erden und Übergangsmetallen, die zusätzlich Stoffe wie Bi, Pb, Sn, Sb, Ge, As oder B enthalten, bilden unter bestimmten Bedingungen amorphe. ternäre Legierungen, die ferrimagnetisch sind und bei schichtförmiger Ausführung eines Speicherelementes eine uniaxiale Anisotropie der Magnetisierung besitzen, die senkrecht zur Schichtoberfläche steht. Alle obengenannten zusätzlichen Stoffe eignen sich zur Herstellung derartiger Legierungen, da die zwischen ihnen und den Elementen der Seltenen Erden jeweils auftretende negative Bildungswärme dem Betrag nach größer als 20 Kilokalorien pro Grammatom ist.
Wird ein schichtförmiges, magnetooptisches Spei-
cherelement lokal auf eine Temperatur erhitzt, die in der
Nähe seiner Kompensationstemperatur bzw. seiner Curie-Temperatur liegt, beispielsweise mittels eines
fokussierten Laserstrahls, kann durch Anleeen eines
29 Π
äuöeren, senkrecht zur Schichtoberfläche verlaufenden Magnetfeldes der erwärmte Schichtberejeh in einer gewünschten Richtung senkrecht zur Schichtoberfläche magnetisiert werden. Nach Abkühlen des erwärmten Schichtbereichs, muß die Koerzitivfeldstärke ausreichen, um den unmagnetisierten Schichtbereich (Domäne) zu stabilisieren. Die Größe eines stabilisierten Schichtbereichs kann dabei einige μηι im Durchmesser betragen. Einem derartigen Schichtbereich wird, entsprechend der Richtung der Magnetisierung in seinem Innern, ein Informationswert zugeordnet, der einer logischen »1« oder»0« entspricht
Mit Hilfe eines linear polarisierten Lichtstrahls wird über den magnetooptischen Faraday- bzw. Kerr-Effekt die Magnetisierungsrichtung des Schichtbereiches bzw. sein Informationsinhalt bestimmt. Durch die erfindungsgemäße Zusammensetzung des magnetooptischen Speicherelementes wird dabei erreicht, daß die Schwingungsebene des linear polarisierten Lichtstrahls um relativ große Winkel gedreht wird. Wird die in dem Speicherelement gespeicherte Information mit Hilfe des Faraday-Effekts ausgelesen, so solite dabei sein Absorptionsvermögen möglichst klein sein, während beim Auslesen der Information mittels des Kerr-Effekts das Speicherelement ein möglichst großes Reflexionsvermögen besitzen sollte.
Nach einer weiteren vorteilhaften Ausbildung der Erfindung wird als Seltene Erde Gadolinium (Gd), als Obergangsmetall Eisen (Fe) und als zusätzlicher Stoff Wismut (Bi) verwendet, da ein aus solchen Stoffen hergestelltes magnetooptisches Speicherelement die Schwingungsebene eines linear polarisierten Lichtstrahls um besonders große Winkel dreht
Erfindungsgemäß werden die das Speicherelement aufbauenden Stoffe auf ein vorzugsweise transparentes und auf einer Substrathalterung angeordnetes Substrat aufgebracht, wobei die Substrathalterung während des Aufbringens der Stoffe mit konstanter Umdrehungszahl rotiert, wodurch erreicht wird, daß das Speicherelement eine homogene Zusammensetzung aufweist und infolgedessen in al'.;n seinen Bereichen gleiche magnetische und magnetooptische Eigeschaften besitzt.
Nach einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung wird das Speicherelement auf eine zwischen zwei transparenten, ebenen Elektroden liegende Photolederschicht aufgebracht, wodurch erreicht wird, daß das Speichern (Einschreiben) von Information im Speicherelement mittels eines Lichtstrahls geringer Intensität erfolgen kann. Die zusätzlich zur Veränderung des im Speicherelement vorhandenen Magnetisierungszustandes erforderliche Energie wird dabei durch Zuführung Joule'scher Wärme, die in dem vom Lichtstrahl ueleuchteten Bereich des zwischen Elektroden liegenden Photoleiters erzeugt wird, erhalten.
Anhand der Zeichnungen werden Ausführungsbeispiel der Erfindung näher erläutert. Es zeigt
F i g. 1 eine schematisch dargestellte magnetooptische Speichervorrichtung mit einem magnetooptischen Speicherelement,
F i g. 2 ein magnetooptisches Speicherelement mit einem zwischen zwei Elektroden liegenden Photoleiter,
Fig.3 eine graphische Darstellung der Kompensationstemperatur in Abhängigkeit vom Wismutgehalt des magnetooptischen Speicherelements und
Fig.4a, b je eine graphische Darstellung der μ Temperaturabhängigkeit der Koerzitivfeldstärke an unterschiedlichen Stellen eines bei ruhendem bzw. rotierendem Substrattelle,' hergestellten magnetooptischen Speicherelementes,
In Fig, 1 ist eine magnetooptische Speichervorrichtung schematisch dargestellt Eine transparente Trägerplatte I ist dabei mittels geeigneter Lager in /-Richtung eines Koordinatensystems ijk verschiebbar angeordnet Ober einen Antrieb, beispielsweise einen Tauchspulenantrieb 2 (Lautsprechersystem), kann die Trägerplatte 1 in i-Richtung positioniert werden, Auf dieser Trägerplatte I ist ein schichtförmiges, auf einem Substrat 3 liegendes magnetooptisches Speicherelement 4 fest oder auswechselbar angebracht
Auf einer zweiten Trägerplatte 5, die senkrecht zur ersten in/Richtung verschiebbar ist und ebenfalls durch einen Tauchspulenantrieb 6 positioniert werden kann, befinden sich die zum Schreiben (Speichern) bzw. Lesen erforderlichen optischen Komponenten. Eine entsprechende Grundeinheit eines Schreib-/Lesesystems besteht z. B. aus einer Laserdiode 7, deren Strahlung durch eine Abbildungsoptik 8 auf das Speicherelement 4 fokussiert ist wodurch ein vorgewählter Speicherplatz zum Einschreiben von Informatic- aufgeheizt wird. Durch Anlegen eines äußeren, in fc-Richtung bzw. senkrecht zur Schichtoberfläche des Speicherelementes 4 verlaufenden Magnetfeldes mittels einer Magnetspule 9 wird dann die Magnetisierung im vorgewählten Bereich des Speicherelementes 4 in die dem einzuschreibenden Informationswert zugeordnete Magnetisierungsrichtung umgeklappt
Zum Auslesen wird das Licht vor dem Eintritt in das Speicherelement 4 durch den Polarisator 10 linear polarisiert. Hinter dem zum Polarisator 10 nahezu gekreuzten Polarisator 11 hängt die Lichtintensität von der Drehung der Polarisationsebene (Schwingungsebene) des linear polarisierten Lichtes aufgrund der im Speicherelement 4 eingeschriebenen Information ab. Mittels einer Fotodiode 12 wird das Licht zur Erzeugung eines Lesesignals detektiert
Neben dieser Möglichkeit, die Information im Speicherelement 4 mit Hilfe des Faraday-Hffekts auszulesen, kann die gespeicherte Information ferner mittels des Kerr-Effekts ausgelesen werden. Da hierbei die an der Oberfläche des Speicherelementes reflektierte Strahlung gemessen wird, ist ein entsprechender optischer Aufbau erforderlich, der von dem in F i g. 1 dargestellten abweicht.
Durch geeignetes Positionieren der oeiden Trägerplatten 1 und 5 zueinander kann die Schreib-/Leseeinheit über jeden Punkt des Speichermaterials geführt werden und dort Information einschreiben oder auslesen. Neben dem Speicherelement 4 befinden sich auf der Trägerplatte 1 zwei senkrecht zueinander in i- bzw. /Richtung verlaufende Streifenraster 13, deren Rasterperioden mit dem Abstand der Speicherplätze auf d.zvn Speicherelement übereinstimmen. Dieses Streifenraster 13 wird von Lichtschranken abgetastet. Aus der Zahl der Hclligkeitswechsel bei der Relativbewegung zwischen dem Streifenraster 13 und der Lichtschranke, die aus einer weiteren Laserdiode 14, einer weiteren Abbildungsoptik 15 und einer zusätzlichen Fotodiode 16 besteht, wird der zurückgelegte Weg in /- und /Richtung und damit die genaue Position ermittelt, an der z. B. eingeschrieben wird Zum Auslesen bzw. zum Überschreiben der Information an dieser Postion wird bei vorgegebener Soll-Position aus der Differenz zwischen Soll- und Ist-Wert ein Regelsignal gewonnen, das die Tauchspulenantriebe 2 und 6 so ansteuert, daß die gewünschte Position wieder erreicht wird.
Fig. 2 zeigt das schichtförmige, magnetooptische Speicherelement 4, welches auf einem schichiförmigen, zwischen zwei transparenten, ebenen Elektroden 17 liegenden Photoleiter 18 liegt. Die schichtförmige Struktur aus Elektroden 17 und Photoleiter 18 liegt dabei direkt auf dem Substrat 3, das z. B. aus Glas bestehen kann. Um eine Information in einen Speicherplatz im magnetooptischen Speicherelement 4 einzuschreiben, wird der darunterliegende Photoleiter 18 durch die obere transparente Elektrode 17 von einem Lichtstrahl, z. B. einem parallelen He-Ne-Laserstrahl 19, belichtet. Beim Anlegen eines Spannungspulses Uan die transparenten Elektroden 17 fließt dann ein Strom durch die belichtete Zone des Photoleiters 18 unterhalb der Speicherzelle. Die dabei erzeugte Joule'sche Wärme wird durch Wärmeleitung auf die darüberliegende Speicherzelle übertragen, so daß ein Umklappen der Magnetisierung M innerhalb der Speicherzelle bei nur geringer Intensität des Lichtstrahls 19 und unter Verwendung eines äußeren Magnetteides Hmöglich ist. Die Speicherzelle ist hierbei der vom Lichtstrahl 19 beleuchtete Bereich des magnetooptischen Speicherclementes 4.
Natürlich kann das magnetooptische Speicherelement 4 auch ohne Photoleiter betrieben werden. Die entsprechenden Intensitäten der Lichtstrahlen 19 bzw. die Laserleistungen müßten dann jedoch erhöht werden.
Ein Ausführungsbeispiel magnetooptischer Speicherelemente 4 besteht aus amorphen, ferrimagnetischen (Gdi^Fe.Ji-^Bi.-Schichten, die in einer llochvakuumbedampfungsanlage der Firma Balzers (BAK 550) bei 6.10-8 bis I.IO-'Torr hergestellt sind. Die Anlage besitzt ein Cryopumpsystem (K20 Philips), so daß keine Verunreinigung durch Kohlenwasserstoffe auftritt.
Die einzelnen Stoffkomponenten Gd, Fe und Bi (Reinheit: Gd 99,9%; Fe 99.95%; Bi 99,999%; Firma Materials Res. GmbH) werden aus drei separaten, wassergekühlten Kupfertiegeln mit Hilfe von Elektronenstrahlen gleichzeitig verdampft. Die Kupfertiegel befinden sich dabei in den Ecken eines gleichseitigen Dreiecks, während der Abstand zwischen den Kupfertiegeln und dem Substrat ca. 56 cm beträgt. Gdi ,Fe,
* J f" Il C U ' U* tin n ml·
Schichten vergrößerte Kerr-Drehungen (2 θ max), die zwischen 0,8 und 1,0° liegen. Dabei ist zu berücksichtigen, daß Messungen des Kerr-Effektes durch das transparente Substrat 3 hindurch, also von der Rückseite der Speicherschicht 4 gegenüber Messungen von der Vorderseite höhere Werte ergeben.
Die magnetooptische Kerr-Drehung zeigt eine Temperaturabhängigkeit. Die oben angegebenen Werte von 0,8 und 1,0° Kerr-Drehung beziehen sich auf
ίο Messungen bei Zimmertemperatur. Die Kerr-Drehung zeigt aber bei den Schichten mit der oben angegebenen Zusammensetzung die Tendenz, zu niedrigen Temperaturen hin zu- und zu höheren Temperaluren hin abzunehmen. Entsprechend liegen die Verhältnisse beim Faraday-Effekt.
In Fig. 3 sind für die verschiedenen Speicherschichten 4 der oben angegebenen Zusammensetzung die Kompensationstemperaturen Ti in Abhängigkeit des jeweiligen Wismutgehalts y dargestellt. Man erkennt, daö die Lage der Kompensationsiemperatur Ti, die IUr den thermomagnetischen Einschreib-(Speicherungs-)-Prozeß eine wesemliche Rolle spielt, durch Veränderung des Wismutgehalts y in weiten Bereichen (z. B. zwischen +50"C und -220°C) variiert werden kann.
Die Kompensationstemperatur Ti sinkt dabei mit steigendem Wismutgehalt y und konstantem Gd-Fe-Gehalt mit ca. 50-80°C pro 2 Atom-% Bi von Zimmertemperatur auf unter -220cC.
Durch die Größe der Kompensalionstemperatur Tt
jo werden die Bedingungen für thermomagnetisches Einschreiben (z. B. Laserleistung, externes Magnetfeld) wesentlich bestimmt. Daher wird seitens der Anwender gefordert, daß die Kompensationsiemperatur Tt auf den jeweiligen Schichtoberflächen, die im angegebenen Ausführungsbeispiel bei 35 χ 25 cm2 liegen, nur um wenige Temperaturgrade von Ort zu Ort schwanken dürfen, so daß hohe Anforderungen an die Homogenität der Speicherschicht 4 gestellt sind.
Durch Drehung des Substrattellers während des Aufdampfprozesses wird eine gute Homogenität der Schicht bezüglich ihrer Zusammensetzung und ihrer magnetischen bzw. magnetooptischen Eigenschaften
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festen Aufdampfraten-Verhältnis von 0,5 nm/s Gd und 0,6 nm/s Fe aufgedampft, während der Bi-Anteil zur Herstellung unterschiedlicher Speicherelemente 4 von 0.1 nm/s in Schritten von 0,05 nm/s bis 0,4 nm/s erhöht wird. Als Substrate 3 werden Glasobjektträger (Firma Dargatz) verwendet, die selbst nur einen untergeordneten Einfluß auf die magnetischen bzw. magnetooptischen Eigenschaften des Speicherelementes 4 (Speicherschicht) ausüben.
Die unter diesen Bedingungen hergestellten Speicherschichten 4 besitzen folgende Zusammensetzung:
(GdojeFeo7<)! -..Bi.
mit y = 0,02; 0.04; 0,06; 0,08; 0,10; 0,11 und 0.13. Dabei stellt γ den Wismutanteil an der gesamten, auf eins bezogenen Stoffzusammensetzung dar. y = 0,02 entspricht dabei einem Anteil von 2,0 Atom-% an der Zusammensetzung. Alle Speicherschichten 4 besitzen eine durchschnittliche Dicke von 100 bis 200 nm. Mit Hilfe von Röntgenbeugungsexperimenten konnte ihre amorphe Struktur nachgewiesen werden.
Gegenüber den bisher bekannten Werten des polaren magnetooptischen Kerr-Effekts von amorphen, ferrimagnetischen Speicherschichten besitzen die obigen Speicherschicht die Abhängigkeit der Koerzitivfeldstärke Hc von der Temperatur. Die entsprechende Schicht besitzt eine Zusammensetzung von (Gdoj6Feo.74)i ->Bi, mit ^=0,02 ( = 2.0 Atom-% Bi). Sie wurde bei ruhendem Substratteller in einer Größe von 35 χ 25 cm2 hergestellt. Mit einem Kerr-Hysterigraphen wurde an drei verschiedenen Punkten a (Schichtmitte), b, c(Schichtränder) die Kompensationstemperatur Tk gemessen. Man erkennt, daß die Kompensationstemperaturen Ti an den gemessenen Punkten a. b, csehr weit auseinanderliegen
(a: Tk=28°C,b: Ti £ -20°Cc Tk =90°C),
was auf eine stark inhomogene Zusammensetzung der Speicherschicht zurückzuführen ist
Die F i g. 4b zeigt das Ergebnis einer Schicht die in Zusammensetzung und Größe der in F i g. 4a dargestellten Schicht gleicht Sie wurde jedoch bei einer Rotation des Substrattellers von 550 Umdrehungen pro Minute hergestellt Bei einer solchen Schicht variiert die Kompensationstemperatur Tt in Abhängigkeit vom Ort auf der Schicht nur noch um wenige Grad. Sie liegt für alle Meßpunkte a. b. cbei etwa 22° C Eine solche Schicht ist weitgehend homogen in ihrer Zusammensetzung. Das Ergebnis konnte durch Messungen des Faraday-Ef-
fektes bestätigt werden.
Das thermomagnetische Einschreiben von Information in die im Ausfuhrungsbeispiel angegebenen Speicherschichten kann z. B. mittels eines Lasers mit einer Wellenlänge von 2 = 514 nm und eines von außen an die Speichcschicht 4 angelegten Magnetfeldes H von ca. 40Oe sowie mittels Kompensationspunktschalten erfolgen.
Beim Kompensationspunktschalten wird die Temperaturabhängigkeit der Koerzitivfeldstärke W1(Polstelle von Hc an der materialspezifischen Kompensationstemperatur) ausgenutzt. Diese Polstelle isi die Folge des Verschwinden* der .Sättigungsmagnetisierung am Kompensationspunkt, was auf die Kompensation der verschiedenen magnetischen Untergitter zurückzuführen ist. Das Material ist bei 7"t aber durchaus magnetisch geordnet. Dieser Ordnungszustand wird magnetooptisch ausgelesen. Die Speicherschicht wird beim Kompensationspunktschalten in der Nähe der Kompensationstemperalur gehalten. Der adressierte Speicher platz wird erwärmt (Laser), wobei das zum Schalten benötigte Feld W mit etwa (TTk) ' abnimmt, so daß nur die Magnetisierung des erwärmten Bereiches durch das äußere Schaltfeld A/ausgerichtet wird.
In den amorphen (Gd, ,Fe,^ - ,Bi.-Schichten der oben angegebenen Zusammensetzung, deren Kompensationstemperaturen Ti zwischen -2200C bis -t-50'C liegen (Fig. 3), können mit Energien von 0,1—0,3 erg, bei äußeren Magnetfeldern von 0—40 Oe, Domänen mit einem Durchmesser von 5— ΙΟμπι eingeschrieben werden. Das Domänenmuster ist stabil und kann sowohl durch Anlegen eines höheren externen Magnetfeldes fW>40Oe) entgegen der Feldrichtung beim Einschreiben oder auch durch erneutes Schalten in entgegengesetzter Richtung gelöscht werden.
Domänengröße und Schaltzeit sind sowohl vom externen Magnetfeld H als auch von der Laserleistung abhängig. Bei den angegebenen Energien liegen die typischen Schaltzeiten zwischen 0.5 — 2 \is.
Prinzipiell kann das thermomagnetische Einschreiben mit Hilfe verschiedener Schaltmechanismen ausgeführt werden. Es wird im wesentlichen zwischen Kompensa- tinncnunlrt- nnH Piiripniinl·Krhaltpn cnwip ?u/icrhpn Schwellen- und Anisotropieschalten unterschieden (siehe z. B. »IEEETransactions on magnetics«, Vol. mag. 12, Nr. 4, July 1976, S. 311; »Japanese Journal of Appl. Phys.«, Vol.17, Nr. U, Nov. 1978, S. 2007-2012; »Japanese Journal of Appl. Phys.«. Vol. 17, Nr. 8, Aug. 1978, S. 1365-1369).
Das Curiepunktschalten erfolgt dabei vorzugsweise bei Curie-Temperaturen Tc im Bereich von 80—1000C.
Werden die Speicherschichten 4 mit einem Photoleiter 18 kombiniert, so kann die Einschreibempfindlichkeit erheblich gesteigert werden. Bei einer solchen Kombination wird der Photoleiter 18 als »Substrat« benutzt (im Gegensatz zur sonst verwendeten Glas/Schicht-Kombination). Die Rauhigkeit des Photoleiters 18 bzw. die der F.lektrodenoberfläche 17 (Rauhigkeit einige jim) führt zu einer stärkeren Haftung der magnetischen Wände und somit, abhängig von der Stärke der Rauhigkeit, zu einer Veränderung der Temperaturabhängigkeit der Koerzitivfeldstärke Hc. Diese steigt bei gleicher Temperatur in Abhängigkeit von der Rauhigkeit der verwendeten Unterlage etwa um den Faktor 2 bis 5 bis zur erwähnten Rauhigkeit von einigen μπι an, wobei die Kompensationstemperatur Ti unverändert bleibt. Infolgedessen können mit den Energien, die zum Einschreiben von Information in glatte Schichten erforderlich sind, bei gleicher Größe der Kompensationstemperatur Ti keine Informationen in rauhe Schichten eingeschrieben werden. Mittels einer geeigneten ZLisammensetzungsänderung (Änderung des Bi-Anteils) kann die Größe der Kompensationstemperatur Τ- so weit erniedrigt werden (siehe Fi g. 3). daß die Temperaturabhängigkeit der Koerzitivfeldstärke /V1 wieder einen ähnlichen Verlauf zeigt wie beim Aufbringen der Speicherschicht auf eine glatte Oberfläche (Glas).
Das Auslesen der Information wird mit polarisiertem Licht. z.B. Laserlicht der Wellenlänge A = 633nm. vorgenommen. Der Photoleiter 18 bzw. die Elektroden 17 sind so gewählt, daß sie bei dieser Wellenlänge transparent sind. Der Ausleseprozeß kann dann sowohl in Reflexion erfolgen als auch in Transmission, wenn zusätzlich die magnetooptische Speicherschicht 4 hinrpiphpnrt Hiinn tri Δ- AfI nm\ let
Hierzu 2 Blatt Zeichnungen
130 250/391

Claims (2)

  1. Patentansprüche:
    1, Magnetooptisches Speicherelement, bestehend aus einer amorphen, eine uniaxiale Anisotropie der Magnetisierung aufweisenden Substanz aus Übergangsmetallen, Seltenen Erden sowie anderen zusätzlichen Stoffkomponenten, dadurch gekennzeichnet, daß das Speicherelement (4) als zusätzliche Stoffkomponente einen oder mehrere der Stoffe Bi, Pb, Sn, Sb, Si, Ge, As oder B enthält.
  2. 2. Magnetooptisches Speicherelement nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß es nach der Summenformel
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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE4031772A1 (de) * 1989-10-09 1991-04-18 Murr Elektronik Gmbh Kabelklemme

Families Citing this family (21)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS5883346A (ja) * 1981-11-10 1983-05-19 Kokusai Denshin Denwa Co Ltd <Kdd> 光磁気記録媒体
JPS58175809A (ja) * 1982-04-07 1983-10-15 Matsushita Electric Ind Co Ltd 光磁気記録媒体
DE3317101A1 (de) * 1982-05-10 1983-11-10 Canon K.K., Tokyo Magnetooptischer aufzeichnungstraeger
JPS59208706A (ja) * 1983-05-12 1984-11-27 Daido Steel Co Ltd 熱磁気記録材料
US4833043A (en) * 1983-05-17 1989-05-23 Minnesota Mining And Manufacturing Company Amorphous magneto optical recording medium
US4721658A (en) * 1984-04-12 1988-01-26 Minnesota Mining And Manufacturing Company Amorphous magneto optical recording medium
US4569881A (en) * 1983-05-17 1986-02-11 Minnesota Mining And Manufacturing Company Multi-layer amorphous magneto optical recording medium
US4684454A (en) * 1983-05-17 1987-08-04 Minnesota Mining And Manufacturing Company Sputtering process for making magneto optic alloy
JPS6079702A (ja) * 1983-10-06 1985-05-07 Kokusai Denshin Denwa Co Ltd <Kdd> 光磁気記録媒体
JPS60128606A (ja) * 1983-12-15 1985-07-09 Seiko Instr & Electronics Ltd 光磁気記録媒体
JPH0690813B2 (ja) * 1984-05-26 1994-11-14 株式会社リコー 非晶質磁気光学層
JPS61544A (ja) * 1984-06-12 1986-01-06 Yoshifumi Sakurai 垂直磁化膜
JPS6118107A (ja) * 1984-07-04 1986-01-27 Ricoh Co Ltd 非晶質磁気光学層
DE3536210A1 (de) * 1984-10-11 1986-04-17 Hitachi, Ltd., Tokio/Tokyo Magnetooptisches aufzeichnungsmedium
US4812637A (en) * 1986-07-07 1989-03-14 Brother Kogyo Kabushiki Kaisha Optical disc head with high signal-to-noise ratio
US5107460A (en) * 1990-01-18 1992-04-21 Microunity Systems Engineering, Inc. Spatial optical modulator
WO1991016470A1 (en) * 1990-04-13 1991-10-31 International Business Machines Corporation Amorphous uranium alloy and use thereof
JPH0573990A (ja) * 1991-03-07 1993-03-26 Hitachi Ltd 光記録方法、光記録再生方法、光記録材料及び光記録装置
US5534360A (en) * 1991-12-13 1996-07-09 International Business Machines Corporation Amorphous uranium alloy and use thereof
US5845065A (en) * 1994-11-15 1998-12-01 Wrq, Inc. Network license compliance apparatus and method
US6724674B2 (en) * 2000-11-08 2004-04-20 International Business Machines Corporation Memory storage device with heating element

Family Cites Families (9)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US3427134A (en) * 1963-08-01 1969-02-11 Ibm Ferromagnetic compounds and method of preparation
US3342591A (en) * 1964-08-31 1967-09-19 Ibm Ferromagnetic compounds and method of preparation
BE793138A (fr) * 1971-12-21 1973-04-16 Siemens Ag Couche de memoire magneto-optique
US3949387A (en) * 1972-08-29 1976-04-06 International Business Machines Corporation Beam addressable film using amorphous magnetic material
JPS4989897A (de) * 1972-12-29 1974-08-28
US4018692A (en) * 1973-10-04 1977-04-19 Rca Corporation Composition for making garnet films for improved magnetic bubble devices
US4170689A (en) * 1974-12-25 1979-10-09 Nippon Telegraph And Telephone Public Corporation Magneto-optic thin film for memory devices
US4126494A (en) * 1975-10-20 1978-11-21 Kokusai Denshin Denwa Kabushiki Kaisha Magnetic transfer record film
DE2713190C2 (de) * 1977-03-25 1983-11-24 Ibm Deutschland Gmbh, 7000 Stuttgart Verfahren zum Herstellen aufgedampfter, amorpher Gadolinium-Eisen- Schichten

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE4031772A1 (de) * 1989-10-09 1991-04-18 Murr Elektronik Gmbh Kabelklemme

Also Published As

Publication number Publication date
AU536617B2 (en) 1984-05-17
US4464437A (en) 1984-08-07
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FR2452763A1 (fr) 1980-10-24
CA1154532A (en) 1983-09-27
JPS6033288B2 (ja) 1985-08-02
GB2049730A (en) 1980-12-31
AU5672080A (en) 1980-10-02
US4438508A (en) 1984-03-20
FR2452763B1 (de) 1983-12-09
GB2049730B (en) 1983-08-03
DE2911992A1 (de) 1980-10-02

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