DE2948918C1 - Magnetblasenspeicher - Google Patents

Description

a) eine zweite elektrisch leitende Schicht (26) ist auf der ersten elektrisch leitenden Schicht (25) angeordnet und hiergegen durch eine elektrisch isolierende Zwischenschicht (27) teilweise isoliert;

b) die zweite elektrisch leitende Schicht (26) enthält ein Muster, von der ersten elektrisch leitenden Schicht (25) ähnlichen Öffnungen;

c) die Öffnungen in jeder der beiden elektrisch leitenden Schichten (25, 26) sind gegeneinander versetzt, um eine Magnetbfasenbewegung als Folge von Stromimpulsen durch die beiden elektrisch leitenden Schichten zu erzeugen.

2. Speicher nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Öffnungen im wesentlichen ovale Form besitzen.

Die Erfindung bezieht sich auf einen Magnetblasenspeicher der im Oberbegriff des Anspruches 1 angegebenen Art.

Magnetblasenspeicher sind nunmehr allgemein bekannt. Man unterscheidet hauptsächlich zwischen zwei Typen, nämlich dem Feldzugriffstyp und dem Leiterzugriffstyp. Letzterer ist in der US-PS 34 60 116 (Bobeck) beschrieben.

Vor kurzem ist ein neuer Magnetblasenspeichertyp aufgekommen, bei dem durch eine elektrisch leitende Schicht, die mit Öffnungen versehen ist, Strom mit im wesentlichen gleichförmiger Stromflußdichte hindurchgeschickt wird. Die Öffnungen in der Schicht verursachen lokalisierte Störungen in der Stromflußdichte, was zu einem entsprechenden Feldgradienten bei jeder Öffnung führt. Dieser Feldgradient sorgt dann für die gesteuerte Bewegung der Magnetblasen in einer hierzu benachbarten magnetischen Blasenführungsschicht. Die Öffnungen befinden sich in versetzter Anordnung gegenüber den Ruhepositionen, in die sich die Magnetblasen bewegen, wenn die durch den Strom erzeugten Feldgradienten aufhören. Daher führt ein zweiphasiger Betrieb zu einer gerichteten Magnetblasenbewegung. Blasenspeicher dieser Bauart sind in den US-PS 41 43 419 und 41 43 420 (beide Bobeck) beschrieben.

Bei Speichern dieser neueren Bauart treten zwei Probleme auf. Das eine ist die Ausrichtung der Ruhepositionen gegenüber den Öffnungen in der leitenden Schicht. Die Ruhepositionen sind typischerweise durch Ionenimplantation bestimmt, und die resultierenden Bereiche müssen innerhalb einer Toleranz von einer Achtel Periode des Übertragungsmusters ausgerichtet sein (eine Periode ist der Abstand zwischen sich wiederholenden Merkmalen des Übertragungsmusters). Mit den derzeit industriell verfügbaren photolithographischen Methoden sind Linienbreiten von einem Mikrometer erreichbar, was zu Übertragungsmindestperioden von 8 Mikrometern führt. Naturgemäß sind aber kleinere Perioden erwünscht.

Das andere Problem dieser Speicher ergibt sich daraus, daß die Bewegung der Blasen in eine Ruiieposition beim Aufhören des die Feldgradienten erzeugenden Stromflusses durch einen anderen Mechanismus oder physikalischen Effekt als jener erfolgt, der die Blasenbewegung ansprechend auf die vom Stromfluß erzeugten Feldgradienten aus einer solchen Ruheposition heraus besorgt; und die bisherigen Methoden, mit denen man die nach dem einen Mechanismus erfolgende Blasenbewegung zu erhöhen suchte, verlangsamen aber zugleich denjenigen Teil der Blasenbewegung, der nach dem anderen Mechanismus erfolgt.

Aufgabe der Erfindung ist es deshalb, einen solchen Magnetblasenspeicher insbesondere dadurch zu verbessern, daß man nur mit einem einzigen Blasenbewegungi-Wirkungsmechanismus auskommt, so daß dieser einer uneingeschränkten Optimierung hinsichtlich der Blasenbewegungsgeschwindigkeit zugänglich bleibt und gleichzeitig auch die Möglichkeit eröffnet, die Musterperiode kleiner als bisher zu machen.

Diese Aufgabe ist mit den Merkmalen des kennzeichnenden Teils des Anspruches 1 gelöst. Eine vorteilhafte Weiterbildung der Erfindung ist Gegenstand des Unteranspruchs.
Mit anderen Worten hat also der Magnetblasenspeiehe·- im wesentlichen zwei, je mit Öffnungen versehene, elektrisch leitende Schichten, die zur Bewegung der Magnetblasen in einer benachbarten Magnetblasenschicht verwendet werden. Die beiden Schichten sind dabei so übereinander angeordnet, daß die Öffnungen der einen Schicht gegenüber denen der anderen Schicht versetzt sind. Die beiden leitenden Schichten sind durch eine isolierende Schicht voneinander getrennt, so daß — ansprechend auf jeder Schicht zugeführte Stromimpulse — ein Stromfluß über die jeweils angesteuerte Schicht stattfinden kann. Die unterschiedlichen Impulse treiben die Magnetblasen in aufeinanderfolgende Positionen, die durch die gegeneinander versetzten Öffnungen definiert sind. Da die Bewegung in jedem Fall die Reaktion auf einen Impuls ist, kann eine Magnetblase zum Erhalt großer Magnetblasenübertragungsgeschwindigkeiten einer grundsätzlich beliebig hohen Ansteuerung unterworfen werden. Wie woher gefunden wurde, ist der erfindungsgemäße Speicher überraschenderweise gegenüber einer Fehlausrichtung wesentlich unempfindlicher als bisher. So sind Fehlausrichtungen der Öffnungen in den beiden Schichten von bis zu einem Viertel der Übertragungsperiode akzeptabel. Bei dem bekannten Speicher waren die zugelassenen Fehlausrichlungen auf maximal ein Achtel der Übertragungsperiode beschränkt. Dieses bedeutet eine Erhöhung der Bitspeicherdichte um den Faktor Vier; und es lassen sich mit den derzeit photolithographisch erreichbaren ein Mikrometer-Linienbreiten Bitübertragungsperioden von 4 Mikrometern erreichen. Dieses bedeutet etwa 10⁶ Bit-Speicherstellen auf einem 6,3 χ 6,3 mm großen Chip.

Nachstehend ist die Erfindung anhand in der Zeichnung dargestellter Ausführungsbeispiele näher erläutert; es zeigt

F i g. 1 eine schematische Darstellung eines Magnetblasenspeichers der hier in Rede stehenden Bauart,

F i g. 2,6,7 und 8 schemalische Draufsichten auf Teile des Speichers nach Fig. 1,

F i g. 3 und 4 vergrößerte Draufsichten auf Teile des Speichers nach F i g. 1,

Fig.5 und 11 Impuisdiagramme für den Betrieb des Speichers nach F i g. 1,

Fig.9 und 10 sowie 14 bis 17 schematische Darstellungen alternativer Draufsichten auf Teile des Speichers nach F i g. 1 und

Fig. 12 und 13 schematische Darstellungen von Teilen einer Ausführungsform für den Speicher nach Fig. 1. ίο

Der in F i g. 1 und 2 dargestellte Magnetblasenspeicher 10 weist eine Schicht 11 auf, in der Magnetblasen bewegt werden können. Im Regelfall ist die Schicht 11 eine einkristalline magnetische Granatschicht, die auf einem einkristallinen unmagnetischen Granatsubstrat epitaktisch aufgewachsen ist. Alternativ sind auch schon amorphe Materialien auf einem Glassubstrat für Magnetblasenspeicher vorgeschlagen worden.

Ein serpentinenförmiger Weg für die Magnetblasen ist durch die Linie 13 in F i g. 1 und im größeren Detail in den Fi g. 2, 3 und 4 dargestellt. Die bei 14 eingeführten Magnetblasen werden bei 15 in einer beispielhaften Testschaitung nachgewiesen. Die Magnetblasen werden von einem Magnetblasengenerator bei 14 eingeführt, der in bekannter Weise von einer Generatorimpulsquel-Ie 16 gepulst wird. Ein Expansionsdetektor, der durch das diamantförmige Gebiet 17 dargestellt ist, ist dahingehend wirksam, die Magnetblasen zu expandieren, während sie sich zum Detektor 18 hin bewegen. Der Detektor liefert ein Signal an den Verbraucher 20.

Der Weg 13, längs dessen die Blasen in der Schicht 11 übertragen werden, ist durch eine spezielle Übertragungsstruktur definiert. Diese Struktur umfaßt eine erste und eine zweite Schicht 25 bzw. 26 aus elektrisch leitendem Material. Die beiden Schichten sind durch eine elektrisch isolierende Schicht 27 voneinander getrennt. Zweckmäßig wird jedoch aus einem noch zu beschreibenden Grund die Isolierschicht 27 am einen Ende der Vorrichtung weggelassen, so daß dort ein direkter Kontakt zwischen den Schichten 25 und 26 vorhanden ist. Jede dieser elektrisch leitenden Schichten weist ein Muster von Öffnungen auf, die als Vertiefungen in der Schicht vorliegen oder die Schicht vollständig durchdringen können.

Rechteckige, ovale, kreisförmige, quadratische etc. Öffnungen sind brauchbar. Im vorliegenden Beispiel sind ovale Öffnungen vorgesehen, sie sind nachstehend als »Ovale« bezeichnet.

F i g. 3 und 4 zeigen Teile der Schichten 25 und 26 mit Ovalen 30 (gestrichelt gezeichnet) bzw. Ovalen 31. so Magnetblasenübertragungswege sind durch die in der dargestellten Weise gegeneinander versetzten Öffnungsmuster der beiden Schichten 25 und 26 definiert.

Bipolare Impulse I\ und /3 sowie I₂ und U (F i g. 5) werden den Schichten 25 und 26 zugefüh-t. Wie in F i g. 5 dargestellt, ist jeder Stromimpuls gesondert identifiziert, d. h., die der Schicht 25 zugeführten positiv und negativ gehenden Impulse sind mit U bzw. /3 bezeichnet, während die der Schicht 26 zugeführten positiv und negativ gehenden Impulse mit h bzw. U bezeichnet sind. Obgleich Fig.5 eine spezielle Impulsfolge, d. h. /], /₂, /3, /4 in der angegebenen Reihenfolge, darstellt, können andere Impulsfolgen von einem Impulsgenerator 70 aus den noch zu erörternden Gründen erzeugt werden.

Auf die Zufuhr der verschiedenen Impulse zu den beiden Schichten 25 und 26 hin, wie dieses im einzelnen noch erörtert wird, Fließt ein Strom durch diese Schichten längs eirer Richtung in jeder dieser Schichten, wie diese durch die Pfeile in F i g. 6 dargestellt sind.

Die Magnetblasenbewegung als Folge eines Stromimpulses durch eine mit Öffnungen versehene leitende Schicht ist im einzelnen in den oben erwähnten US-PS 41 43 419 und 41 43 420 beschrieben. Hiernach stört die Gegenwart der Öffnungen oder ähnlicher struktureller Merkmale in den Schichten generell den anderweitig gleichförmigen Stromfluß durch die Schichten, wobei die lokalisierten Stromdichtestörungen benachbart den Öffnungsrändern Magnetfelder erzeugen, die die Magnetblasen anziehen. Wie in den beiden erwähnten US-PS beschrieben ist, kann der Stromfluß entweder parallel oder quer zur Übertragungsachse der Magnetbissen orientiert sein.

Vorliegend sind nun zwei mit Öffnungen versehene Schichten anstelle der nach den beiden US-PS benutzten einzigen Schicht. Die Öffnungen in jeder der beiden Schichten 25 und 26 sind jedoch gegeneinander versetzt, um eine Magnetbiasenbewegung als Fo;'ge von Stromimpulsen durch die beiden Schichten zu erzeugen. Im dargestellten Beispiel werden vier Positionen in jeder Periode (d. h. ein Paar gegeneinander versetzter Öffnungen) der Öffnungsmuster, ansprechend auf einen einzigen Zyklus einander überlappender Impulse der in Fig. 5 dargestellten Art besetzt. Fig. 7 zeigt die vier Positionen P_x, P₂, F\ Ρλ, für eine einzige beispielhafte Periode. Die ausgezogenen und gestrichelten Linien sind lediglich der besseren Darstellung halber nebeneinander verlaufend dargestellt, wobei die ausgezogene Linie die Positionen gegenüber einer Öffnung in der Schicht 26 und die gestrichelte Linie die Positionen gegenüber der zugeordneten Öffnung der Schicht 25 zeigen. Sonach wird auf einen Stromfluß durch die Schicht 25 als Folge des Stromimpulses /1 hin eine »Magnetblasenanziehungs«-Position an der Stelle P_x in der Schicht 25 erzeugt, wie diese durch die Öffnung definiert und in den beiden erwähnten US-PS beschrieben ist. Eine Magnetblase bewegt sich daher in die Position P\. Auf das Auftreten des Impulses /2 durch die Schicht 26 wandert die Blasenanziehungsposition nach P2, die durch die Öffnung der Schicht 26 definiert ist; die Magnetblase bewegt sich daher zur neuen Position P₂. Die weitere Bewegung der Magnetblase in die Positionen Pj und P4 tritt ansprechend auf die Zufuhr der restlichen Impulse zu den beiden Schichten auf.

Wie erwähnt, wird bei der hier beschriebenen Anordnung ein viel schnellerer Betrieb erreicht, wobei jede Magnetblasenbewegung auf einen Stromimpuls hin erzeugt wird; dieses steht im Gegensatz zu der bekannten Verwendung einer einzigen mit Öffnungen versehenen Schicht, wo alternierende Blasenbewegungen durch Anziehen der Blasen zu permanent angeordneten Ruhepositionen, z. B. ionenimplantierten Bereichen innerhalb der Blasenschicht, erzeugt werden.

Fig. 1 und 2 zeigen des weiteren, daß Kehren und geschlossene Schleifen ebenso wie geradlinige Wege lediglich durch entsprechende Anordnung der Öffnungen in den Schichten 25 und 26 realisierbar sind. F i g. 8 zeigt eine vergrößerte Ansicht aufeinanderfolgender Positionen für eine geschlossene Schleife einschließlich deren Kehren. Die Positionen für jede Periode sind wiederum als Pi, P₂, P3 und Pe, bezeichnet. Beachte, daß die durch die Ovale 30 und 31 sowie 32 und 33 in F i g. 8 dargestellten Öffnungen nebeneinander liegen, während die Ovale 35 und 36 sowie 37 und 38 mit der Magnetblasenübertragungsachse ausgerichtet, jedoch

in dieser Achsrichtung gegeneinander versetzt sind. Jede der verbleibenden öffnungen der einen Schicht ist sowohl axial als auch lateral gegenüber der zugeordneten öffnung in der anderen Schicht versetzt. Die Magnetblase folgt dem im allgemeinen ovalen Weg, wie dieser durch die in F i g. 8 angegebene Positionenfolge definiert ist. Man sieht, daß die Blasenbewegung in; Uhrzeigersinn erfolgt. Jedoch erzeugt eine Umkehr der Impulsfolge eine Bewegung im Gegenzeigersinn.

Die Anordnung einer Öffnung gegenüber deren zugeordneter öffnung in der benachbarten elektrisch leitenden Schicht bestimmt die Aufeinanderfolge der Feldgradienten und damit die genaue Magnetblasenbewegung in jedem Moment. Die relative Anordnung kann so sein, daß die öffnungen eines Paares gegeneinander längs der und/oder quer zur Blasenbewegungsachse versetzt sind.

F i g. 9 zeigt eine Anordnung von Öffnungsmustern (wobei jede ausgezogene und gestrichelte vertikale Linie eine ovale Öffnung in der Schicht 26 bzw. 25 darstellt), die eine Übergabeoperation von beispielsweise einer geschlossenen Schleife der in F i g. 8 dargestellten Art aus ermöglicht. Die normale Übertragungsimpulsfolge (d. h. die Impulsfolge h, h, h. h in der angegebenen Reihenfolge — siehe Fig.5) nimmt eine Blase, die bei der Position 40 liegt, über die Folge der Positionen P₂, Pj. P₄ (45), P_x* P₇ (41), P₃. P₄ (46), P₁, P₂, Pz, Pa zu der Position 43 hin mit. Wenn jedoch eine »Ubergabew-Operation für eine Blase gewünscht ist, d. h., die Blasenübergabe, beginnend bei der Position 40, zur Position 44 anstelle zur Position 43, dann wird eine unterschiedliche Treibimpulsfolge verwendet, nämlich I₂. /3, /4, /ia, I₂. hb. Ia. he h. h, Ia- (Der leichteren Beschreibung halber bezeichnet ein Buchstaben-Index. z. B. der Buchstabe »a« für den Impuls I_x* eine bestimmte Blasenanziehungsposition, die von dem Stromimpuls für die Blase erzeugt wird, deren Weg gerade beschrieben wird.) Sonach beginnt die Blase bei der Position 40 und durchläuft die Posilionenfolge Pj, Pi, Pa (45), Pu. P₇ (41). P_{x s} Pa (42). P_n , P₂.
P₃, Pa. Beachte, daß die Position 41 näher bei Pi* als bei Pu liegt, so daß die Impulsfolge l-.b, U in einer Blasenbewegung von der Position 41 zu Ρ,ι, und zu 42 und nicht von 41 rückwärts zu Pi„undzu45 resultiert. In ähnlicher Weise resultiert die Impulsfolge /,„ /2 zu einer Blasenbewegung von 42 nach P_u und nicht rückwärts zu Pm, Sonach führt die Substitution der Impulsfolge Ub. h. I_Xc, h anstelle der normalen Folge /3, /₄, Z₁. I₂ zu der Übergabe einer Blase an die Position 44 und nicht an die Position 43.

Während der Zufuhr der »Übergabe«-Impulsfolge statt der normalen Impulsfolge werden die anderen Blasen im Speicher, die sich nicht an einer Position für eine Übergabe befinden, durch die Übergabe-Impulsfolge lediglich zunächst aus ihrer ursprünglichen Position heraus und dann wieder in diese zurückbewegt Die normale Bewegung der Blasen wird daher wieder aufgenommen, wenn die normalen Impulsfolgen wieder auftreten.

Fig. 10 zeigt (wiederum durch vertikale Linien dargestellte) Öffnungsmuster, die so angeordnet sind, daß sie eine noch weitergehende Flexibilität bei der Blasenbewegung ermöglichen. Im einzelnen erzeugen die Muster eine gleichzeitige Blasenbewegung in Richtung der x- und y-Achse sowie eine Bewegung um eine 90°-Kurve. Ansprechend auf die normale Impulsfolge (Fig.5) bewegen sich verschiedene Blasen gleichzeitig von unten nach oben längs der y-Achse und von links nach rechts längs der Af-Aehse in Fig. 10, wobei der üblichen Positionenfolge P], P₂, P3, P₄ gefolgt wird. Die öffnungen 50,51,52,53 und 54 definieren eine Positionenfolge, die eine Blase durch eine 90°-Kurve hindurchführt, wobei sich die Blase von P₂ der öffnung 53 zu Pj der Öffnung 54 und nicht zu Pi der öffnung 52 bewegt, weil der Abstand von P₂ (53) zu P₃ (54) kleiner ist als der zu P₃ (52).

Die Quellen zum Erzeugen und Steuern von Stromimpulsfolgen der hier benutzten Art sind bekannt. Der Block 70 in Fig. 1 stellt eine solche Quelle zum Erzeugen dieser Impulse für die Schichten dar. Die Quelle 70 steht unter der Steuerung einer Steuerschaltung 71.

Eine Vormagnetisierungsquelle zum Halten der Magnetblasen beim gewünschten Betriebsdurchmesser ist durch den Block 72 in F i g. 1 dargestellt.

Die Quelle 70 für die Überiragungsimpulse kann eine Rechteckwellenspannungssteuerung enthalten, die Stromwellenformen der in F i g. 11 dargestellten Art erzeugt. Die Spannungswellenform (Vr) wird am Punkt 80 in Fig. 12 zugeführt. Wie dargestellt, sind die Schichten 25 und 26 elektrisch parallel zueinander geschaltet, liegen jedoch ihrerseits in Serie mit einer Kapazität 81 bzw. einer Induktivität 82. Die Schaltung ist dahingehend wirksam, Energie zwischen der Induktivität und der Kapazität in einer Weise umzuschalten, die im wesentlichen zu der Stromwellenform nach F i g. 5 in den Schichten 25 und 26 führt, um die erforderliche Magnetblasenübertragung zu erzeugen.

Rei diener Ausführungsform ist es wichtig, daß der Gesamtstromfluß im wesentlichen gleichförmig in jeder der Schichten 25 und 26 erzeugt wird. F i g. 13 zeigt eine vergrößerte Draufsicht auf eine Ausführungsform zum Aufprägen der Ströme. Hiernach ist eine Faserplatte 86 mit einer elektrisch leitenden Beschichtung 87 vorgesehen. Letztere ist geerdet (siehe Fig. 13 unten). Die Beschichtung 87 ist in elektrisch leitende Bereiche 88, 89, 90, 91, 92 und 93 unterteilt, die als Anschlüsse für äußere elektrische Verbindungen dienen. Ein Magnetblasenspeicherchip 95 ist auf der Platte mit seinen Schichten 25 und 26 nach oben weisend angeordnet. Ein aktives Gebiet AR mit 200 χ 600 Perioden enthält einen 100 000-Bit-Speicher mit einer Periodenlänge von 8 Mikrometer. Eine Vielzahl von Verbindungen sind zwischen der geerdeten, leitenden Beschichtung 87 und den beiden leitenden Schichten 25 und 26 mit Hilfe der Leiter 96 vorgesehen, wobei die Verbindungen jenes Chip-Ende kontaktieren, wo, wie oben erwähnt, die beiden Schichten 25 und 26 einander kontaktieren. Elektrische Verbindungen zwischen der Übertragungsimpulsquelle 70 und jeder der Schichten 25 und 26 erfolgt über die Anschlußbereiche 88 und 89 und die Verbindungen 100 bzw. 101. An diesem Ende des Chips 95 sind die beiden Schichten 25 und 26 elektrisch gegeneinander isoliert, und die Anschlüsse zur Schicht 25 (am Bereich 103) erfolgen durch Öffnungen durch die Schicht 26 hindurch. Die Bereiche 91 und 92 stellen die Verbindung zu einem Detektorstreifen, typischerweise einem Magnetowiderstandsdetektorstreifen aus weichmagnetischer Nickel-Eisen-Legierung (Permalloy) im Expansionsdetektorteil des Übertragungsweges der expandierten Magnetblasen her. Der äußere Anschluß geht zum Verbraucher 20 und zur Steuerschaltung 71 in Fig. 1, wobei letztere Abfrageimpulse dem Detektor zuführt.

Der Bereich 93 ist mit der Quelle 16 in Fig. 1

verbunden. Die interne elektrische Verbindung mit einem Magnetblasen-Generator und -Auslöscher an der Position 14 in F i g. 1 erfolgt über die Leitung 106 zwischen den Bereichen 93 und 105. Der Bereich 105 ist elektrischer Bestandteil der Schicht 25. Der Magnetwiderstandsdetektor, der Expansionsdetektor und der Magnetblasen-Generator und -Auslöscher können von bekannter Bauart sein.

Ein Ausführungsbeispiel eines Magnetblasenspeichers der in F i g. 1 und 2 beschriebenen Art wurde unter Verwendung einer 1,7 Mikrometer dicken magnetischen YSmCaGe-Granatschicht hergestellt. Die Schicht war dabei auf einem einkristallinen unmagnetischen Gadolinium-Gallium-Granat epitaktisch aufgewachsen. Eine elektrisch leitende Schicht aus 96 Gew.-% Aluminium und 4% Kupfer wurde auf der Oberfläche der Granatschicht erzeugt. Diese leitende Schicht (25) war 0,25 Mikrometer dick. Sodann wurde auf die erste leitende Schicht eine 0,15 Mikrometer dicke SiO₂-Schicht niedergeschlagen, und auf diese die zweite leitende Schicht (26). Letztere war 0,38 Mikrometer dick und hatte eine ähnliche Zusammensetzung wie die Schicht 25. Ovale öffnungen von 4x3 Mikrometer wurden nach photolithographischen Methoden erzeugt, wobei die öffnungen in der ersten Schicht vor dem Niederschlagen der SiO2-Schicht erzeugt wurden. Die Übertragungsquelle lieferte Stromimpulse bei einer Stromdichte von 2 Milliampere pro Mikrometer Flächenleiter-Breite ohne Nullstromabstand zwischen den Impulsen. Es konnte ein Betrieb bei bis zu 1 Megahertz erreicht werden.

Ein Expansionsdetektor, bei dem Schlitze sukzessiv zunehmender Länge quer zum Weg der Magnetblasen vorgesehen waren, expandierte die Blasen von einem Nenndurchmesser von 1,7 Mikrometer auf eine 30 Mikrometer lange streifenförmige Domäne. Ein Magnetowiderstands-Dünnschicht-(30 nm)Detektor der unterhalb der ersten leitenden Schicht angeordnet und hiergegen isoliert war, lieferte eine Ausgangsspannung von 2 Millivolt. Es wurde dabei eine Gesamtanordnung wie nach Fig. 13 benutzt. Das aktive Gebiet (AR in Fig. 13)enthielt 100 000 BiL

Fig. 14 zeigt eine schematische Draufsicht auf ein Magnetblasen-Verknüpfungsglied, das sich zur Verwendung als Logikvorrichtung der in Scientific American (Juni 1971) 89, beschriebenen Art eignet In F i g. 14 sind Magnetblasenübertragungskanäle 121, 122 und 123 dargestellt die durch öffnungen in einem Paar leitender Schichten 124 und 125 definiert sind und dahingehend wirksam sind, ein Muster von Blasen zu den öffnungen 130 und 131 hin zu bewegen, von denen jede eine seitliche Ausdehnung hat, die zur Wechselwirkung mit lauen drei Kanälen ausreicht, jede längs einem öder mehreren der Kanäle transportierte Blase wird unter dem Einfluß der Feldgradienten, die an den Öffnungen 130 und 131 erzeugt werden, weitertransportiert Die weiteren öffnungen 132 und 133 sowie 134 und 135 haben die dargestellte Form, so daß, wenn nur eine einzige Magnetblase längs der drei Kanäle während eines bestimmten Betriebszyklus transportiert wird, diese Blase während ihrer weiteren Übertragung zur Achse 136 hin gedrängt wird. Die Blase wird dann schließlich durch Felder an der öffnung 137 für eine Bewegung während der Stromimpulse h, h und U zu der Position 140 hinbewegt

Andererseits resultiert die Gegenwart je einer Blase in irgend zwei der drei Kanäle 121,122 und 123 während eines bestimmten Zyklus dazu, daß beide Magnetblasen wegen der gegenseitigen Abstoßungskraft zwischen den Blasen daran gehindert werden, die Position 140 zu erreichen. Folglich erscheinen in diesem Fall die Blasen schließlich an den Positionen 141 und 142. In Fig. 15,16 und 17 sind die verschiedenen Funktionen für die Blasen in aiien drei Kanälen, Biasen in irgend zwei Kanälen und einer Blase in nur einem der Kanäle dargestellt.

Der Betrieb der Anordnung nach Fig. 14 erfordert die Verwendung einer vergleichsweise hohen Vormagnetisierung, um eine physikalische Expansion der Blasen unter dem Einfluß der sich seitlich erstreckenden Magnetfeldgradienten zu vermeiden, die an den sich seitlich erstreckenden öffnungen 130 und 131 erzeugt werden. Umgekehrt tritt bei Verwendung einer kleineren Vormagnetisierung eine seitliche Expansion der Blasen auf, so daß die Anordnung in einem solchen Fall als Expansionsdetektor verwendet werden kann.

Es versteht sich, daß auch nur Teile eines Blasenspeichers entsprechend den hier beschriebenen Prinzipien ausgebildet zu sein brauchen. Andere Teile können in einer hiermit verträglichen Art und Weise aufgebaut und betrieben werden, beispielsweise mit einer einzigen mit öffnungen versehenen leitenden Schicht und hiergegen versetzten Kräften versehen werden. Auch können statt der zweiseitig gerichteten Stromflüsse die Schichten an unterschiedlichen Positionen entlang gepulst werden, um Stromvektoren zu erzeugen, die sich in der Ebene der leitenden Schichten drehen.

Obgleich die vorliegende Beschreibung nur anhand eines Betriebes mit Hilfe üblicher Magnetblasenabstände, wie diese für weichmagnetische Nickeleisen-Elementsysteme typisch sind, erfolgte, ist die hier beschriebene Magnetblasen-Übertragungseinrichtung gleichermaßen anwendbar für die Magnetblasen-Gitterkonfiguration der in der US-PS 40 52 711 (vom 4. Oktober 1977) beschriebenen Art Das Magnetblasen-Gesamtgitter kann beispielsweise unter Verwendung einer Anordnung gegeneinander versetzter kreisförmiger Löcher in jeder der beiden Leiterebenen umgesetzt werden. Des weiteren kann eine Verknüpfungsgliedstruktur mit einem einzigen Eingang und einem Paar Ausgängen daZu verwendet Werden, S = O ülid S=I Blasen als Bestandteil des Nachweisprozesses zu separieren, wie dieser erforderlich wird, wenn der Datenspeicher in diesen Blasen-Zuständen kodiert ist

Hierzu 5 Blatt Zeichnungen

Claims (1)

Patentansprüche:

1. Magnetblasenspeicher mit einer magnetischen Schicht (11), in der magnetische Blasen bewegt werden können, und einer auf der magnetischen Schicht befindlichen ersten elektrisch leitenden Schicht (25), die ein Muster von Öffnungen hierin aufweist, gekennzeichnet durch folgende Merkmale: