DK144153B - MAGNETIC Bubble Domain Domain Apparatus - Google Patents

MAGNETIC Bubble Domain Domain Apparatus Download PDF

Info

Publication number
DK144153B
DK144153B DK473473AA DK473473A DK144153B DK 144153 B DK144153 B DK 144153B DK 473473A A DK473473A A DK 473473AA DK 473473 A DK473473 A DK 473473A DK 144153 B DK144153 B DK 144153B
Authority
DK
Denmark
Prior art keywords
magnetic
amorphous
domains
materials
domain
Prior art date
Application number
DK473473AA
Other languages
Danish (da)
Other versions
DK144153C (en
Inventor
P Chaudhari
J J Cuomo
R J Gambino
Original Assignee
Ibm
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Ibm filed Critical Ibm
Publication of DK144153B publication Critical patent/DK144153B/en
Application granted granted Critical
Publication of DK144153C publication Critical patent/DK144153C/en

Links

Classifications

    • GPHYSICS
    • G11INFORMATION STORAGE
    • G11CSTATIC STORES
    • G11C19/00Digital stores in which the information is moved stepwise, e.g. shift registers
    • G11C19/02Digital stores in which the information is moved stepwise, e.g. shift registers using magnetic elements
    • G11C19/08Digital stores in which the information is moved stepwise, e.g. shift registers using magnetic elements using thin films in plane structure
    • G11C19/085Generating magnetic fields therefor, e.g. uniform magnetic field for magnetic domain stabilisation
    • GPHYSICS
    • G02OPTICS
    • G02FOPTICAL DEVICES OR ARRANGEMENTS FOR THE CONTROL OF LIGHT BY MODIFICATION OF THE OPTICAL PROPERTIES OF THE MEDIA OF THE ELEMENTS INVOLVED THEREIN; NON-LINEAR OPTICS; FREQUENCY-CHANGING OF LIGHT; OPTICAL LOGIC ELEMENTS; OPTICAL ANALOGUE/DIGITAL CONVERTERS
    • G02F1/00Devices or arrangements for the control of the intensity, colour, phase, polarisation or direction of light arriving from an independent light source, e.g. switching, gating or modulating; Non-linear optics
    • G02F1/0009Materials therefor
    • G02F1/0036Magneto-optical materials
    • GPHYSICS
    • G11INFORMATION STORAGE
    • G11BINFORMATION STORAGE BASED ON RELATIVE MOVEMENT BETWEEN RECORD CARRIER AND TRANSDUCER
    • G11B11/00Recording on or reproducing from the same record carrier wherein for these two operations the methods are covered by different main groups of groups G11B3/00 - G11B7/00 or by different subgroups of group G11B9/00; Record carriers therefor
    • G11B11/10Recording on or reproducing from the same record carrier wherein for these two operations the methods are covered by different main groups of groups G11B3/00 - G11B7/00 or by different subgroups of group G11B9/00; Record carriers therefor using recording by magnetic means or other means for magnetisation or demagnetisation of a record carrier, e.g. light induced spin magnetisation; Demagnetisation by thermal or stress means in the presence or not of an orienting magnetic field
    • GPHYSICS
    • G11INFORMATION STORAGE
    • G11BINFORMATION STORAGE BASED ON RELATIVE MOVEMENT BETWEEN RECORD CARRIER AND TRANSDUCER
    • G11B11/00Recording on or reproducing from the same record carrier wherein for these two operations the methods are covered by different main groups of groups G11B3/00 - G11B7/00 or by different subgroups of group G11B9/00; Record carriers therefor
    • G11B11/10Recording on or reproducing from the same record carrier wherein for these two operations the methods are covered by different main groups of groups G11B3/00 - G11B7/00 or by different subgroups of group G11B9/00; Record carriers therefor using recording by magnetic means or other means for magnetisation or demagnetisation of a record carrier, e.g. light induced spin magnetisation; Demagnetisation by thermal or stress means in the presence or not of an orienting magnetic field
    • G11B11/105Recording on or reproducing from the same record carrier wherein for these two operations the methods are covered by different main groups of groups G11B3/00 - G11B7/00 or by different subgroups of group G11B9/00; Record carriers therefor using recording by magnetic means or other means for magnetisation or demagnetisation of a record carrier, e.g. light induced spin magnetisation; Demagnetisation by thermal or stress means in the presence or not of an orienting magnetic field using a beam of light or a magnetic field for recording by change of magnetisation and a beam of light for reproducing, i.e. magneto-optical, e.g. light-induced thermomagnetic recording, spin magnetisation recording, Kerr or Faraday effect reproducing
    • G11B11/10582Record carriers characterised by the selection of the material or by the structure or form
    • GPHYSICS
    • G11INFORMATION STORAGE
    • G11BINFORMATION STORAGE BASED ON RELATIVE MOVEMENT BETWEEN RECORD CARRIER AND TRANSDUCER
    • G11B11/00Recording on or reproducing from the same record carrier wherein for these two operations the methods are covered by different main groups of groups G11B3/00 - G11B7/00 or by different subgroups of group G11B9/00; Record carriers therefor
    • G11B11/10Recording on or reproducing from the same record carrier wherein for these two operations the methods are covered by different main groups of groups G11B3/00 - G11B7/00 or by different subgroups of group G11B9/00; Record carriers therefor using recording by magnetic means or other means for magnetisation or demagnetisation of a record carrier, e.g. light induced spin magnetisation; Demagnetisation by thermal or stress means in the presence or not of an orienting magnetic field
    • G11B11/105Recording on or reproducing from the same record carrier wherein for these two operations the methods are covered by different main groups of groups G11B3/00 - G11B7/00 or by different subgroups of group G11B9/00; Record carriers therefor using recording by magnetic means or other means for magnetisation or demagnetisation of a record carrier, e.g. light induced spin magnetisation; Demagnetisation by thermal or stress means in the presence or not of an orienting magnetic field using a beam of light or a magnetic field for recording by change of magnetisation and a beam of light for reproducing, i.e. magneto-optical, e.g. light-induced thermomagnetic recording, spin magnetisation recording, Kerr or Faraday effect reproducing
    • G11B11/10582Record carriers characterised by the selection of the material or by the structure or form
    • G11B11/10586Record carriers characterised by the selection of the material or by the structure or form characterised by the selection of the material
    • G11B11/10589Details
    • G11B11/10591Details for improving write-in properties, e.g. Curie-point temperature
    • GPHYSICS
    • G11INFORMATION STORAGE
    • G11CSTATIC STORES
    • G11C13/00Digital stores characterised by the use of storage elements not covered by groups G11C11/00, G11C23/00, or G11C25/00
    • G11C13/04Digital stores characterised by the use of storage elements not covered by groups G11C11/00, G11C23/00, or G11C25/00 using optical elements ; using other beam accessed elements, e.g. electron or ion beam
    • G11C13/06Digital stores characterised by the use of storage elements not covered by groups G11C11/00, G11C23/00, or G11C25/00 using optical elements ; using other beam accessed elements, e.g. electron or ion beam using magneto-optical elements
    • GPHYSICS
    • G11INFORMATION STORAGE
    • G11CSTATIC STORES
    • G11C19/00Digital stores in which the information is moved stepwise, e.g. shift registers
    • G11C19/02Digital stores in which the information is moved stepwise, e.g. shift registers using magnetic elements
    • G11C19/08Digital stores in which the information is moved stepwise, e.g. shift registers using magnetic elements using thin films in plane structure
    • GPHYSICS
    • G11INFORMATION STORAGE
    • G11CSTATIC STORES
    • G11C19/00Digital stores in which the information is moved stepwise, e.g. shift registers
    • G11C19/02Digital stores in which the information is moved stepwise, e.g. shift registers using magnetic elements
    • G11C19/08Digital stores in which the information is moved stepwise, e.g. shift registers using magnetic elements using thin films in plane structure
    • G11C19/0808Digital stores in which the information is moved stepwise, e.g. shift registers using magnetic elements using thin films in plane structure using magnetic domain propagation
    • GPHYSICS
    • G11INFORMATION STORAGE
    • G11CSTATIC STORES
    • G11C19/00Digital stores in which the information is moved stepwise, e.g. shift registers
    • G11C19/02Digital stores in which the information is moved stepwise, e.g. shift registers using magnetic elements
    • G11C19/08Digital stores in which the information is moved stepwise, e.g. shift registers using magnetic elements using thin films in plane structure
    • G11C19/0866Detecting magnetic domains
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01FMAGNETS; INDUCTANCES; TRANSFORMERS; SELECTION OF MATERIALS FOR THEIR MAGNETIC PROPERTIES
    • H01F10/00Thin magnetic films, e.g. of one-domain structure
    • H01F10/08Thin magnetic films, e.g. of one-domain structure characterised by magnetic layers
    • H01F10/10Thin magnetic films, e.g. of one-domain structure characterised by magnetic layers characterised by the composition
    • H01F10/12Thin magnetic films, e.g. of one-domain structure characterised by magnetic layers characterised by the composition being metals or alloys
    • H01F10/13Amorphous metallic alloys, e.g. glassy metals
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01FMAGNETS; INDUCTANCES; TRANSFORMERS; SELECTION OF MATERIALS FOR THEIR MAGNETIC PROPERTIES
    • H01F10/00Thin magnetic films, e.g. of one-domain structure
    • H01F10/08Thin magnetic films, e.g. of one-domain structure characterised by magnetic layers
    • H01F10/10Thin magnetic films, e.g. of one-domain structure characterised by magnetic layers characterised by the composition
    • H01F10/12Thin magnetic films, e.g. of one-domain structure characterised by magnetic layers characterised by the composition being metals or alloys
    • H01F10/13Amorphous metallic alloys, e.g. glassy metals
    • H01F10/132Amorphous metallic alloys, e.g. glassy metals containing cobalt
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01FMAGNETS; INDUCTANCES; TRANSFORMERS; SELECTION OF MATERIALS FOR THEIR MAGNETIC PROPERTIES
    • H01F10/00Thin magnetic films, e.g. of one-domain structure
    • H01F10/08Thin magnetic films, e.g. of one-domain structure characterised by magnetic layers
    • H01F10/10Thin magnetic films, e.g. of one-domain structure characterised by magnetic layers characterised by the composition
    • H01F10/12Thin magnetic films, e.g. of one-domain structure characterised by magnetic layers characterised by the composition being metals or alloys
    • H01F10/13Amorphous metallic alloys, e.g. glassy metals
    • H01F10/133Amorphous metallic alloys, e.g. glassy metals containing rare earth metals
    • H01F10/135Amorphous metallic alloys, e.g. glassy metals containing rare earth metals containing transition metals

Landscapes

  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Power Engineering (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Nonlinear Science (AREA)
  • Crystallography & Structural Chemistry (AREA)
  • Inorganic Chemistry (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Optics & Photonics (AREA)
  • Thin Magnetic Films (AREA)
  • Soft Magnetic Materials (AREA)
  • Physical Vapour Deposition (AREA)
  • Developing Agents For Electrophotography (AREA)
  • Measuring Magnetic Variables (AREA)

Description

(is) DANMARK (Φ t yp.a(is) DENMARK (Φ t yp.a

^ f'2) FREMUEGGELSESSKRIFT (11) 1441 53 B^ f'2) PROPERTY WRITING (11) 1441 53 B

Dl REKTORATET FOR PATENT- OG VAREMÆRKEVÆSENETDl THE RECTORATE OF THE PATENT AND TRADEMARK

(21) Ansøgning nr. 4724/73 (51) lnt.Cl.3 H 01 F 10/10 (22) Indleveringsdag 28. aug, 1973 Q Q 11/14 (24) Løbedag 28. aug. 1973 (41) Aim. tilgængelig 1 · mar. 1974 (44) Fremlagt 21 . dec. 1981 (86) International ansøgning nr.(21) Application No. 4724/73 (51) lnt.Cl.3 H 01 F 10/10 (22) Submission day 28 Aug, 1973 Q Q 11/14 (24) Run day 28 Aug. 1973 (41) Aim. available 1 · mar. 1974 (44) Submitted 21. dec. 1981 (86) International application no.

(86) International indleveringsdag - (85) Videreførelsesdag (62) Stamansøgning nr. -(86) International filing date - (85) Continuation date (62) Master application no. -

(30) Prioritet 29. aug. 1972, 284513, US(30) Priority 29 Aug. 1972, 284513, US

(71) Ansøger INTERNATIONAL BUSINESS MACHINES CORPORATION, Armonk, US.(71) Applicant INTERNATIONAL BUSINESS MACHINES CORPORATION, Armonk, US.

(72) Opfinder Praveen _Chaudhari, US: Jerome John Cuomo, US: Ri= chard Joseph Gambino, US.(72) Inventor Praveen _Chaudhari, US: Jerome John Cuomo, US: Ri = chard Joseph Gambino, US.

(74) Fuldmægtig Ingeniørfirmaet Budde, Schou & Co.(74) Agent Engineer Budde, Schou & Co.

(54) Magnetbobledomæneapparat.(54) Magnetic bubble domain device.

Opfindelsen angår et magnetbobledomæneapparat af den i krav l's indledning angivne art.The invention relates to a magnetic bubble domain apparatus of the type specified in the preamble of claim 1.

Der kendes inden for teknikken amorfe materialer, og disse kan generelt klassificeres som værende enten metaller eller ikke-metaller. Metallerne beskrives enten ved hjælp af Bernal-mo- dellen, hvor der optræder en tæt vilkårlig pakning, eller ved hjælp af mikrokrystallinske modeller. Amorfe, metalliske materia- 0 ler indbefatter Pd-Si- og Mn-C-legeringer.Amorphous materials are known in the art, and these can generally be classified as being either metals or non-metals. The metals are described either by means of the Bernal model, where a dense random packing occurs, or by means of microcrystalline models. Amorphous metallic materials include Pd-Si and Mn-C alloys.

0 ^ Umetalliske, amorfe materialer er i almindelighed ko- - valent bundne, og de "ovoniske" materialer, som bygger på Ovshinsky - j- -effekten, udgør et eksempel på sådanne materialer. Umetalliske ~ amorfe materialer udgøres eksempelvis af Si02, Si, Ge og Ge-Te-le- ^ geringer.Non-metallic amorphous materials are generally covalently bonded, and the "ovonic" materials based on the Ovshinsky-j effect are an example of such materials. Non-metallic amorphous materials are, for example, SiO 2, Si, Ge and Ge-Te alloys.

3 „ 1441 S33 „1441 S3

Umetalliske, amorfe materialer har været benyttet til forskellige .anvendelser, indbefattende stråleadresserbar informationsoplagring, hvilket fremgår af beskrivelsen til USA patent nr. 3.530.441. Denne tidligere kendte teknik omfatter imidlertid ikke anvendelsen af amorfe, magnetiske materialer med uniaksial anisotropi ved sådanne anvendelser som magnetooptiske apparater og bobledomæneapparater. Heller ikke anvendelsen af amorfe, magnetiske materialer som permanente magneter kendes inden for teknikken. Sådanne materialer vil være værdifulde ved mange anvendelser inden for dette område. Eksempelvis kan amorfe materialer afsættes på en hvilken som helst underlagstype, og de behøver ikke i gittermæssig henseende at stemme overens med underlaget. Endvidere er indre underlagsfejl ikke skadelige for egenskaberne af det senere afsatte amorfe materiale.Non-metallic amorphous materials have been used in a variety of applications, including beam addressable information storage, as set forth in the specification of U.S. Patent No. 3,530,441. However, this prior art does not include the use of amorphous magnetic materials with uniaxial anisotropy in such applications as magneto-optical devices and bubble domain devices. Nor is the use of amorphous magnetic materials as permanent magnets known in the art. Such materials will be valuable in many applications in this field. For example, amorphous materials can be deposited on any type of substrate, and they do not have to correspond to the lattice in terms of lattice. Furthermore, internal substrate defects are not detrimental to the properties of the later deposited amorphous material.

Yderligere fordele ved amorft materiale indbefatter den kendsgerning, at sammensætningen kan reguleres med henblik på op-timalisering af egenskaberne uden de begrænsninger, der skyldes forbindelsens støkiometri. Dette betyder, at begrænsninger, der skyldes fasediagrammet for materialer, som skal kombineres, ikke optræder, når der fremstilles amorfe materialer. Endvidere kan amorfe materialer fremstilles ved lave temperaturer og kan tildannes ved en simpel teknik, såsom fordampning, elektrodeforstøvning, etc.Additional advantages of amorphous material include the fact that the composition can be adjusted in order to optimize the properties without the limitations due to the stoichiometry of the compound. This means that limitations due to the phase diagram of materials to be combined do not occur when making amorphous materials. Furthermore, amorphous materials can be produced at low temperatures and can be formed by a simple technique, such as evaporation, electrode sputtering, etc.

Hvad navnlig angår magnetiske, amorfe materialer, optræder der ikke sådanne strukturelle fejl i de amorfe materialer, som kan skade bevægelsen og kernedannelsen af magnetiske domæner i materialet. Endvidere har disse materialer sammensætninger, der varierer over store områder med henblik på forbedring af de udvalgte magnetiske egenskaber. Tilsætningen af urenheder til sammensætningen påvirker ikke de strukturelle eller magnetiske egenskaber af lagene på ugunstig måde og kan anvendes til opnåelse af større fleksibilitet ved udformningen af sammensætningen.In the case of magnetic amorphous materials in particular, such structural defects do not occur in the amorphous materials which can damage the movement and nucleation of magnetic domains in the material. Furthermore, these materials have compositions that vary over large areas in order to improve the selected magnetic properties. The addition of impurities to the composition does not adversely affect the structural or magnetic properties of the layers and can be used to achieve greater flexibility in the design of the composition.

Amorfe film indeholdende flerkomponentsysterner har været omtalt inden for litteraturen. Eksempelvis beskriver Sawatzky m.fl. i "Journal of Applied Physics", 42, 1. januar 1971, på side 367 den type film, som er amorf ved elektrodeforstøvning og dernæst krystallinsk efter en hærdningsproces . I en anden artikel i "Material Science Research", Vol. 4, 1969 beskriver E. Giess m.fl. side 493 gadolinium-jerngranatfilm med krystalstørrelser mellem 30 og 50Å.Amorphous films containing multicomponent cysts have been mentioned in the literature. For example, Sawatzky et al. in "Journal of Applied Physics", 42, January 1, 1971, on page 367 the type of film which is amorphous by electrode sputtering and then crystalline after a curing process. In another article in "Material Science Research", Vol. 4, 1969 describes E. Giess et al. page 493 gadolinium iron garnet film with crystal sizes between 30 and 50Å.

144153 3144153 3

En ferromagnetisk, amorf film bestående af en Fe-C-P-legering beskrives af Duwez m.fl. i "Journal of Applied Physics", 38, 10. september 1967 på side 4096. De amorfe film, der er omtalt i de ovenfor anførte publikationer, har ikke uniaksial, magnetisk anisotropi.A ferromagnetic, amorphous film consisting of an Fe-C-P alloy is described by Duwez et al. in "Journal of Applied Physics", 38, September 10, 1967, at page 4096. The amorphous films referred to in the above publications do not have uniaxial magnetic anisotropy.

Amorfe, magnetiske film af Fe^Hd^. er beskrevet af J.Amorphous, magnetic films of Fe ^ Hd ^. is described by J.

Orehotsky i "Journal of Applied Physics", 43, 5. maj 1972 på side 2413. Med henblik på at forklare ikke-mætningen af disse film foreslår forfatterne tilstedeværelsen af en retvinklet anisotropi, der er knyttet til en isotrop påvirkning i filmens plan.Orehotsky in "Journal of Applied Physics", 43, May 5, 1972 on page 2413. In order to explain the non-saturation of these films, the authors suggest the presence of a right-angled anisotropy linked to an isotropic influence in the plane of the film.

I tilslutning til den foreliggende opfindelse har det kunnet konstateres, at der kan fremkaldes uniaksial anisotropi i amorfe, magnetiske film, og at anisotropien kan tilvejebringes uafhængigt af underlagsbegrænsninger. Dette betyder, at der kan frembringes uniaksial anisotropi ved par-ordning eller ved forminduceret anisotropi. De foreliggende amorfe forbindelser kan bestå af et enkelt element eller af flere elementer. Anvendelsen af disse amorfe, magnetiske forbindelser ved apparatanvendelser eliminerer mange af ulemperne ved den tidligere kendte teknik, hvor der må anvendes krystallinsk, magnetisk materiale.In connection with the present invention, it has been found that uniaxial anisotropy can be induced in amorphous magnetic films and that the anisotropy can be provided independently of substrate constraints. This means that uniaxial anisotropy can be produced by pairing or by form-induced anisotropy. The present amorphous compounds may consist of a single element or of several elements. The use of these amorphous magnetic compounds in apparatus applications eliminates many of the disadvantages of the prior art where crystalline magnetic material must be used.

Det er således opfindelsens formål at tilvejebringe et magnetbobledomæneapparat af den i krav l's indledning angivne art, ved anvendelse af amorfe, magnetiske materialer til at bære mag-netbobledomænerne, ved hvilket domænerne let kan forplantes uden hensyn til strukturelle fejl eller forureninger i det materiale, som bærer bobledomænerne, og dette formål opnås ved et apparat, som ifølge opfindelsen er ejendommeligt ved de i krav l's kendetegnende del angivne kriterier for det magnetiske medium.It is thus the object of the invention to provide a magnetic bubble domain apparatus of the kind set out in the preamble of claim 1, using amorphous magnetic materials to support the magnetic bubble domains, by which the domains can be easily propagated without regard to structural defects or contaminants in the material which carries the bubble domains, and this object is achieved by an apparatus which according to the invention is characterized by the criteria for the magnetic medium specified in the characterizing part of claim 1.

Amorfe, magnetiske forbindelser fremstilles enten i masseform eller i tyndfilm-form. Endvidere kan amorfe, magnetiske partikler fremstilles i et bindemiddel med henblik på anvendelse på enten bånd eller skiver. Disse sammensætninger udgøres af et enkelt element eller et flerkomponentsystem, hvor i det mindste den ene af komponenterne har et "uparret spin". Sammensætningerne har således et magnetisk moment og udgør magnetisk ordnede materialer.Amorphous magnetic compounds are produced either in bulk or in thin film form. Furthermore, amorphous magnetic particles can be prepared in a binder for use on either tapes or disks. These compositions consist of a single element or a multi-component system, where at least one of the components has an "unpaired spin". The compositions thus have a magnetic moment and constitute magnetically ordered materials.

Disse amorfe materialer har en umagnetisk, krystallinsk, uniaksial magnetisk anisotropi, der kan være parallel med eller stå vinkelret på planet af film, som er fremstillet af disse forbindelser. Anisotropien fremkommer på den ene af følgende måder 4 146153 eller ved kombination heraf: parordning, formanisotropi eller påvirkningsinduceret anisotropi.These amorphous materials have a non-magnetic, crystalline, uniaxial magnetic anisotropy that can be parallel to or perpendicular to the plane of film made from these compounds. The anisotropy appears in one of the following ways or by combination thereof: pair arrangement, formanisotropy or influence-induced anisotropy.

Disse amorfe sammensætninger optræder i et mikrokry-stallinsk område, hvor atomordningen, hvis en sådan forekommer, eksisterer over områder af størrelsesordenen 25-100Å. Desuden forekommer der amorfe materialer i overensstemmelse med den foreliggende opfindelse, hvilke materialer har en struktur, som uafhængigt af den foreliggende atomordning findes over strækninger på mindre end 25Å.These amorphous compositions occur in a microcrystalline region, where the atomic arrangement, if any, exists over regions of the order of 25-100 Å. In addition, amorphous materials exist in accordance with the present invention, which materials have a structure which, independently of the present atomic arrangement, exists over stretches of less than 25 Å.

Binære og ternære sammensætninger er specielt velegnede til udøvelse af opfindelsen. Heri indbefattes både forbindelser og legeringer, og et velegnet eksempel er tilstandsovergange i sammensætninger af sjældne jordarter og metaller, idet f.eks. Gd-Co-legeringer eller Gd-Fe-legeringer er særlig anvendelige.Binary and ternary compositions are particularly suitable for practicing the invention. This includes both compounds and alloys, and a suitable example is state transitions in compositions of rare earths and metals, e.g. Gd-Co alloys or Gd-Fe alloys are particularly useful.

De magnetiske egenskaber af disse i hovedsagen amorfe sammensætninger kan ændres under fremstillingen ved ændring af fremstillingsprocessen eller bestanddelenes indbyrdes forhold i sammensætningen. Endvidere kan de magnetiske egenskaber af sammensætningerne ændres efter fremstillingen, og filmene kan let dopes, uden at de magnetiske egenskaber påvirkes på ugunstig måde. Eksempelvis kan de amorfe sammensætninger af en sjælden jordart og cobolt samt af en sjælden jordart og jern let dopes med oxygen, nitrogen, carbon, etc. med henblik på påvirkning af de magnetiske egenskaber.The magnetic properties of these substantially amorphous compositions can be altered during manufacture by altering the manufacturing process or the interrelationship of the components of the composition. Furthermore, the magnetic properties of the compositions can be changed after manufacture, and the films can be easily doped without adversely affecting the magnetic properties. For example, the amorphous compositions of a rare earth and cobalt as well as of a rare earth and iron can be easily doped with oxygen, nitrogen, carbon, etc. in order to influence the magnetic properties.

Disse magnetiske sammensætninger kan anvendes i mange udførelsesformer. Hvis eksempelvis anisotropien danner en ret vinkel med lagets plan, kan filmene anvendes i magnetooptiske apparater og i magnetbobledomæneapparater. Det er underforstået, at de foreliggende, i hovedsagen amorfe magnetfilm giver plads til magnetiske domæner heri, og specielt til magnetbobledomæner.These magnetic compositions can be used in many embodiments. For example, if the anisotropy forms a right angle with the plane of the layer, the films can be used in magneto-optical devices and in magnetic-bubble domain devices. It is understood that the present, generally amorphous magnetic films provide space for magnetic domains therein, and in particular for magnetic bubble domains.

Endvidere kan disse magnetbobledomæner forplantes i magnetfilmen på måder, som er identiske med dem, der er velkendte inden for teknikken til flytning af domæner. På grund af, at amorfe film ikke behøver at fremstilles på nøjagtigt i gittermæssig henseende tilpasset underlag, og på grund af, at fejl og forureninger i filmen ikke skader domæneforplantningen, kan der opnås store fordele ved i hovedsagen amorfe bobledomænematerialer. Da endvidere de magnetiske egenskaber af disse amorfe film kan ændres, kan de udnyttes som permanent magnetiske forspændingslag i forbindelse med magnetbobledomænemateriale af tidligere kendt art og med de amorfe bobledomænematerialer ifølge den foreliggende opfindelse.Furthermore, these magnetic bubble domains can be propagated in the magnetic film in ways identical to those well known in the art of moving domains. Due to the fact that amorphous films do not have to be produced on exactly lattice-adapted surfaces, and due to the fact that defects and contaminants in the film do not damage the domain propagation, great advantages can be obtained from mainly amorphous bubble domain materials. Furthermore, since the magnetic properties of these amorphous films can be altered, they can be utilized as permanent magnetic bias layers in connection with magnetic bubble domain material of prior art and with the amorphous bubble domain materials of the present invention.

5 1Λ 41 5 35 1Λ 41 5 3

Da de foreliggende amorfe materialer kan fremstilles som magnetiske partikler i et passende bindemiddel, kan der også umiddelbart forudses en anvendelse ved båndudformning og skiveudformning. Endvidere kan de amorfe film afsættes på metalliske eller umetalliske underlag indbefattende fleksible underlag. De kan derfor anvendes som oplagringsmedier i informationsbehandlende anlæg af vilkårlig type.Since the present amorphous materials can be prepared as magnetic particles in a suitable binder, a use in strip and disc design can also be immediately envisaged. Furthermore, the amorphous films can be deposited on metallic or non-metallic substrates, including flexible substrates. They can therefore be used as storage media in information processing facilities of any type.

De amorfe materialer ifølge opfindelsen kan anvendes som lysmodulatorer, hvori intensiteten af lys, som passerer gennem den amorfe film, påvirkes af tilstedeværelsen og fraværelsen af et domæne på den plads, hvor lyspletten rammer. Polariseret, indfaldende lys får sin polarisation drejet i overensstemmelse med tilstanden af det amorfe materiale, hvor lysstrålen rammer. Der anvendes en analysator til detektering af, hvorvidt der findes et magnetisk domæne eller ej ved lyspletten i den amorfe film. Ved selektiv frembringelse af et magnetisk domæne i den amorfe film inden for området for en polariseret indgangslysstråles indfald, kan intensiteten af den stråle, der modtages af en detektor efter passage gennem den amorfe film, bringes til at variere, hvorved der tilvejebringes en lysmodulator.The amorphous materials of the invention can be used as light modulators in which the intensity of light passing through the amorphous film is affected by the presence and absence of a domain at the site where the light spot hits. Polarized, incident light has its polarization rotated according to the state of the amorphous material where the light beam strikes. An analyzer is used to detect whether or not a magnetic domain is present at the light spot in the amorphous film. By selectively generating a magnetic domain in the amorphous film within the range of incidence of a polarized input light beam, the intensity of the beam received by a detector after passage through the amorphous film can be caused to vary, thereby providing a light modulator.

Generelt set påvirkes intensiteten af lys, der passerer gennem den amorfe film, af den brøkdel af filmarealet, som dækkes af domæner, der er magnetiseret i lysforplantelsesretningen. Denne brøkdel styres let ved hjælp af et udvendigt påtrykt magnetfelt, som anvendes til placering af domænemagnetiseringen i en foretruk-ken retning.In general, the intensity of light passing through the amorphous film is affected by the fraction of the film area covered by domains magnetized in the direction of light propagation. This fraction is easily controlled by means of an externally applied magnetic field, which is used to place the domain magnetization in a preferred direction.

Ved ændring af egenskaberne af det pågældende amorfe materiale kan der tilvejebringes permanent magnetiske strukturer. Disse kan anvendes som forspændingslag i magnetbobleapparater og inden for andre områder, hvor der kræves permanent magnetisk materiale.By changing the properties of the amorphous material in question, permanent magnetic structures can be provided. These can be used as bias layers in magnetic bubble devices and in other areas where permanent magnetic material is required.

Det har endvidere vist sig, at de amorfe materialer ifølge opfindelsen kan benyttes ved stråleadresserbare arkivanvendelser, hvis de magnetiske egenskaber af de amorfe sammensætninger æmdres.It has further been found that the amorphous materials of the invention can be used in beam addressable archive applications if the magnetic properties of the amorphous compositions are impaired.

Opfindelsen skal i det følgende forklares nærmere under henvisning til tegningen, på hvilken fig. 1A viser et elektronstrålemikrofotografi af diffraktionsmønsteret for et amorft magnetisk materiale ifølge opfindelsen, fig.lB et elektronstrålemikrofotograf! af diffraktions- g U4153 mønsteret for det samme materiale, efter at dette er hærdet med henblik på at bibringe materialet en krystallinsk struktur.The invention will be explained in more detail below with reference to the drawing, in which fig. 1A shows an electron beam photomicrograph of the diffraction pattern of an amorphous magnetic material according to the invention, FIG. 1B shows an electron beam microphotograph! of the diffraction g U4153 pattern for the same material after it has hardened in order to impart a crystalline structure to the material.

Fig. 2A og 2B fotografier af magnetranddomæner i det amorfe materiale i fig. 1A, hvilke fotografier illustrerer de magnetiske domæners bevægelse, når det amorfe materiale påtrykkes et magnetfelt, fig. 3A en kurve for magnetiseringen 4 . jMs som funktion af coboltkoncentrationen i en amorf Gd-Co-legering, ’«ν' fig. 3B en anden kurve for magnetiseringen 4JJMg som funktion af sammensætningen af en amorf Gd-Co-legering, der anvendes til at indikere den ændring af magnetiseringen, som optræder, når der tilsættes dopemidler til det amorfe materiale, fig. 4A en kurve for den inverse, karakteristiske længde Ku/4lT (1/L) som funktion af coboltkoncentrationen i en amorf Gd-Co-legering, fig. 4B en kurve for længden L som funktion af tykkelsen af en amorf, magnetisk film ifølge opfindelsen, fig. 5 en kurve for domænegrænseenergi (4 ))°w) som funktion af den elektrodeforstøvningsforspænding, som er påtrykt underlaget under afsætningen af en amorf, magnetisk legering ifølge opfindelsen, fig. 6 en kurve for afsætningshastigheden som funktion af den påtrykte højfrekvensenergi til elektrodeforstøvning af amorfe, magnetiske legeringer, hvilken kurve viser virkningen af påtrykningen af et magnetfelt på ca. 500 under afsætningsprocessen, fig. 7 en kurve for anisotropien Ku af et amorft, uniaksialt magnetlag som funktion af magnetlagets tykkelse, fig. 8 en kurve for afsætningshastigheden i logaritmisk skala som funktion af den inverse underlagstemperatur, hvilken kurve illustrerer den amorfe/krystallinske omformning, der optræder ved visse afsætningsforhold, fig. 9 et magnetbobledomæneapparat, hvori de amorfe, magnetiske materialer anvendes som bobledomænemateriale, fig. 10 detaljeret en del af det i fig. 9 skematisk viste kredsløb, fig. 11 en magnetooptisk lysmodulator, hvor de amorfe magnetmaterialer er anvendt som lysmodulerende medium, fig. 12 et magnetbobledomænemateriale med et i tilslutning hertil anbragt lag af amorft, magnetisk materiale, der virker som forspændingslag for magnetiske domæner i bobledomænematerialet, og 7 144153 fig. 13 et bånd- eller skive-informationsbehandlingsanlæg, hvori det amorfe, magnetiske materiale er anvendt som registreringsmedium.FIG. 2A and 2B are photographs of magnetic edge domains in the amorphous material of FIG. 1A, which photographs illustrate the motion of the magnetic domains when the amorphous material is applied to a magnetic field, FIG. 3A a curve for the magnetization 4. jMs as a function of the cobalt concentration in an amorphous Gd-Co alloy, '«ν' fig. Fig. 3B is a second graph of magnetization 4JJMg as a function of the composition of an amorphous Gd-Co alloy used to indicate the change in magnetization that occurs when dopants are added to the amorphous material; Fig. 4A is a graph of the inverse characteristic length Ku / 41l (1 / L) as a function of the cobalt concentration in an amorphous Gd-Co alloy; Fig. 4B shows a curve for the length L as a function of the thickness of an amorphous magnetic film according to the invention; Fig. 5 is a domain boundary energy curve (4)) (w) as a function of the electrode sputtering bias applied to the substrate during the deposition of an amorphous magnetic alloy according to the invention; 6 is a graph of deposition rate as a function of the applied high frequency energy for electrode sputtering of amorphous magnetic alloys, which curve shows the effect of the application of a magnetic field of approx. 500 during the marketing process, fig. Fig. 7 is a graph of the anisotropy Ku of an amorphous, uniaxial magnetic layer as a function of the thickness of the magnetic layer; Fig. 8 is a graph of deposition rate on a logarithmic scale as a function of inverse substrate temperature, illustrating the amorphous / crystalline transformation that occurs at certain deposition conditions; Fig. 9 shows a magnetic bubble domain apparatus in which the amorphous magnetic materials are used as the bubble domain material; 10 shows in detail a part of that in fig. 9 schematically shown, fig. Fig. 11 shows a magneto-optical light modulator in which the amorphous magnetic materials are used as light-modulating medium; Fig. 12 shows a magnetic bubble domain material with an adjacent layer of amorphous magnetic material acting as a bias layer for magnetic domains in the bubble domain material; and FIG. 13 shows a tape or disk information processing plant in which the amorphous magnetic material is used as the recording medium.

Der er blevet fremstillet i hovedsagen amorfe, magnetiske materialer med uniaksial anisotropi, hvilke materialer er hensigtsmæssige til mange magnetiske anvendelser. Disse materialer kan fremstilles i masseform eller tyndfilmform, eller de kan forekomme som magnetiske partikler i et bærende bindemiddel. Da der er tale om amorft materiale, spiller valget af underlaget ingen rolle, og der kan ses bort fra faktorer, såsom gittertilpasning. Dette forenkler afsætningen på underlag af en vilkårlig type og forøger i høj grad den opnåelige fabrikationshastighed, når der anvendes materialer af den foreliggende type.Amorphous magnetic materials with uniaxial anisotropy have been produced mainly, which materials are suitable for many magnetic applications. These materials can be made in bulk or thin film form, or they can be present as magnetic particles in a carrier binder. As this is amorphous material, the choice of substrate does not matter and factors such as lattice alignment can be disregarded. This simplifies the deposition on substrates of any type and greatly increases the achievable manufacturing speed when using materials of the present type.

Disse magnetiske materialer kan bestå af et enkelt grundstof eller en kombination af grundstoffer, der optræder i et flerkomponent sy stem. Mindst den ene af komponenterne må have et uparret elektronspin, så at materialet får et magnetisk moment. Dette betyder, at der er tale om magnetisk ordnet materiale.These magnetic materials may consist of a single element or a combination of elements that occur in a multicomponent system. At least one of the components must have an unpaired electron spin so that the material has a magnetic moment. This means that it is a magnetically ordered material.

Disse amorfe, magnetiske materialer har en uniaksial anisotropi, der kan stå vinkelret på eller være parallel med planet for en film, som indeholder disse amorfe, magnetiske materialer. Anisotropien hidrører fra kombinationer af følgende fænomener eller fra et vilkårligt af disse: A. Parordning B. Formanisotropi C. Påvirkningsinduceret anisotropi.These amorphous magnetic materials have a uniaxial anisotropy that can be perpendicular to or parallel to the plane of a film containing these amorphous magnetic materials. The anisotropy results from combinations of the following phenomena or from any of them: A. Pair arrangement B. Formanisotropy C. Influence-induced anisotropy.

Ved den foreliggende opfindelse er det ikke væsentligt, at en uniaksial anisotropi tilvejebringes på en særlig måde.In the present invention, it is not essential that a uniaxial anisotropy be provided in a particular manner.

De ovenfor nævnte tre fænomener til frembringelse af uniaksial anisotropi i de i hovedsagen amorfe film ifølge opfindelsen er almindeligt kendte inden for teknikken og beskrives derfor ikke detaljeret her. Det synes tilstrækkeligt at påpege, at parordningen indbefatter kombinationer af to atomer, hvis magnetisering parres til dannelse af en magnetisk dipol. Det magnetiske par orienteres i visse retninger, hvilket giver anledning til den uniaksiale anisotropi, der kræves til brug i magnetiske organer.The above-mentioned three phenomena for producing uniaxial anisotropy in the substantially amorphous films of the invention are well known in the art and are therefore not described in detail here. It seems sufficient to point out that the pairing scheme includes combinations of two atoms whose magnetization is paired to form a magnetic dipole. The magnetic pair is oriented in certain directions, giving rise to the uniaxial anisotropy required for use in magnetic organs.

8 1441538 144153

Formanisotropi fremkommer på grund af de magnetiske områders geometriske form. Eksempelvis vil en ordnet gruppe atomer i et område af et i hovedsagen uordnet materiale have en magnetisering, som er rettet langs længdeaksen af atomgruppen, da denne akse er den foretrukne til orientering af magnetiske momenter. Langs den korte akse af området, der defineres af atomgruppen, optræder der et kraftigt afmagnetiseringsfelt.Formanisotropy occurs due to the geometric shape of the magnetic regions. For example, an ordered group of atoms in an area of a substantially disordered material will have a magnetization which is directed along the longitudinal axis of the atomic group, since this axis is the preferred one for orienting magnetic moments. Along the short axis of the region defined by the atomic group, a strong demagnetization field appears.

Endvidere tilvejebringer sammensætningsvariationer i det amorfe materiale faseadskillelser, hvilket giver anledning til denne type anisotropi. Faseadskillelse indbefatter både en tilstand med særskilte sammensætningsområder, som er beliggende i nærheden af hinanden, og en tilstand med nær ved hinanden beliggende områder af samme sammensætning, men med forskellige strukturfaser, dvs., at et område er amorft, mens et andet er mere krystallinsk.Furthermore, compositional variations in the amorphous material provide phase separations, giving rise to this type of anisotropy. Phase separation includes both a state of distinct composition regions located near each other and a state of adjacent regions of the same composition but with different structural phases, i.e., one region is amorphous while another is more crystalline. .

Som et eksempel på faseadskillelse kan nævnes en amorf, magnetisk Gd-Co-legering, som kan bestå af lokaliserede områder, der er Co-berigede, og andre lokaliserede områder, der er Gd-berigede.An example of phase separation is an amorphous, magnetic Gd-Co alloy, which may consist of localized areas that are co-enriched and other localized areas that are Gd-enriched.

Hvis disse to områder støder op til hinanden, vil faseadskillelsen frembringe en uniaksial anisotropi.If these two regions are adjacent to each other, the phase separation will produce a uniaxial anisotropy.

Påvirkningsinduceret anisotropi hidrører fra uligheder i gitterparametrene for underlaget og lokaliserede områder i den amorfe film, eller den skyldes uligheder i termiske koefficienter for den amorfe film og dennes underlag. Denne type påvirkning kan også blive en medvirkende faktor til uniaksial anisotropi i de i hovedsagen amorfe film ifølge opfindelsen.Influence-induced anisotropy results from inequalities in the lattice parameters of the substrate and localized areas in the amorphous film, or it is due to inequalities in thermal coefficients of the amorphous film and its substrate. This type of influence can also be a contributing factor to uniaxial anisotropy in the substantially amorphous films of the invention.

Amorfe, magnetiske sammensætninger ifølge opfindelsen har mikrokrystallinsk og/eller i hovedsagen amorf struktur.Amorphous magnetic compositions of the invention have microcrystalline and / or substantially amorphous structure.

Begge disse strukturer afviger fra polykrystallinske og monokrystallinske strukturer, som kendes inden for teknikken i forbindelse med magnetiske materialer. Eksempelvis kan de amorfe materialer ifølge opfindelsen have lokaliseret atomordning. Hvis denne atomordning imidlertid optræder, eksisterer den over strækninger på mellem 25 og 100Å, hvis materialet er mikrokrystallinsk, eller over strækninger på under 25Å, hvis materialet i hovedsagen er amorft. Det er naturligvis underforstået, at i hovedsagen ingen atomordning også kan forekomme, i hvilket fildælde der er tale om et i hovedsagen rent amorft materiale.Both of these structures differ from polycrystalline and monocrystalline structures known in the art in magnetic materials. For example, the amorphous materials of the invention may have localized atomic arrangement. However, if this atomic arrangement occurs, it exists over stretches of between 25 and 100Å if the material is microcrystalline, or over stretches below 25Å if the material is essentially amorphous. It is, of course, understood that in the main case no nuclear system can also occur, in which file division it is a purely amorphous material.

9 1441539 144153

Amorfe materialer ifølge opfindelsen udgøres af enkelte magnetiske grundstoffer eller flerkomponentsysterner. Et eksempel på et system af den sidstnævnte art er binære og ternære legeringer og forbindelser. Specielt egnede materialer udgøres af materialer indeholdende grundstoffer fra de sjældne jordarter og metalgrundstoffer med tilstandsovergange. Der kan her nævnes Gd-Co, Gd-Fe, Y-Co og La-Co. Disse sammensætninger kan varieres inden for et stort område uden de af forbindelsernes støkiometri begrundede begrænsninger på grund af bestanddelenes fasediagram. Derfor kan materialets magnetiske egenskaber udformes specielt i overensstemmelse med hver enkelt udførelsesform. Eksempelvis kan sammensætningsområderne udvælges således, at atommomenterne for en sjælden jordart og metalgrundstoffet næsten udligner hinanden, hvorved der opnås et materiale med lav mætningsmagnetisering, hvilket materiale navnlig har betydning som bobledomænema-teriale.Amorphous materials according to the invention consist of single magnetic elements or multicomponent cysts. An example of a system of the latter kind are binary and ternary alloys and compounds. Particularly suitable materials consist of materials containing elements from the rare earths and metal elements with state transitions. These include Gd-Co, Gd-Fe, Y-Co and La-Co. These compositions can be varied within a wide range without the limitations of the stoichiometry of the compounds due to the phase diagram of the components. Therefore, the magnetic properties of the material can be designed specifically in accordance with each individual embodiment. For example, the composition ranges can be selected so that the atomic moments of a rare earth and the metal element almost equalize each other, whereby a material with low saturation magnetization is obtained, which material is particularly important as a bubble domain material.

Disse amorfe, magnetiske materialer har en langsgående magnetisk ordning og har uniaksial anisotropi. I sin simpleste form udgøres de af grundstoffer, der har et magnetisk moment. Eksempler er 4f-serien eller elementer af sjældne jordarter, og 5f-serien eller actinid-grundstoffer. Endvidere indgår jerngruppen af tilstandsovergangsmetaller, dvs. 3d-serien. Hertil kommer grundstoffer, der kan have et magnetisk moment, når de befinder sig i en speciel tilstand, f.eks. sådanne grundstoffer som Mn,These amorphous magnetic materials have a longitudinal magnetic arrangement and have uniaxial anisotropy. In their simplest form, they are composed of elements that have a magnetic moment. Examples are the 4f series or elements of rare earths, and the 5f series or actinide elements. Furthermore, the iron group of state transition metals is included, i.e. 3d series. In addition, elements that can have a magnetic moment when they are in a special state, e.g. such elements as Mn,

Cr, V og Pd.Cr, V and Pd.

For ethvert amorft materiale, der består af et enkelt grundstof, gælder det, at et hvilket som helst umagnetisk grundstof kan tilføjes i forholdsvis små mængder, uden at de magnetiske egenskaber forstyrres. Dette betyder, at der kan foretages en fortynding med umagnetiske grundstoffer, f.eks. 0, C, P og N, uden en ugunstig påvirkning af de magnetiske egenskaber. Det kan derfor være fordelagtigt at tilsætte små mængder, i almindelighed ca. 2 atomprocent,af disse umagnetiske grundstoffer med henblik på forenkling af fremstillingen af den amorfe film. Hvis der tilsættes store mængder, sker der naturligvis en påvirkning af de magnetiske egenskaber. Således vil f.eks. større mængder end ca.For any amorphous material consisting of a single element, any non-magnetic element can be added in relatively small amounts without disturbing the magnetic properties. This means that a dilution can be made with non-magnetic elements, e.g. 0, C, P and N, without adversely affecting the magnetic properties. It can therefore be advantageous to add small amounts, generally approx. 2 atomic percent, of these non-magnetic elements in order to simplify the production of the amorphous film. If large amounts are added, there is of course an influence on the magnetic properties. Thus, e.g. larger quantities than approx.

50 atomprocent forstyrre den magnetiske ordning.50 atomic percent disturb the magnetic scheme.

10 14415310 144153

Binære materialer indbefattende i det mindste ét af de tidligere angivne grundstoffer kan også anvendes til tilvejebringelse af de amorfe, magnetiske materialer ifølge opfindelsen.Binary materials including at least one of the previously disclosed elements may also be used to provide the amorphous magnetic materials of the invention.

Binære materialer er i almindelighed lettere at arbejde med, da de bevarer deres amorfe struktur over større temperaturområder end amorfe, magnetiske enkeltgrundstof-materialer. Ligesom i tilfældet med amorfe enkeltgrundstof-materialer kan der også tilsættes små mængder af umagnetiske grundstoffer.Binary materials are generally easier to work with as they retain their amorphous structure over larger temperature ranges than amorphous, single-magnetic magnetic materials. As in the case of amorphous single element materials, small amounts of non-magnetic elements can also be added.

En anden ændring, der kan udføres på binære, amorfe materialer, består i tilsætning af en større koncentration, såsom 2-50 atomprocent, af umagnetiske grundstoffer for at variere de magnetiske egenskaber. Eksempelvis kan der tilsættes kobber med henblik på fortynding af det magnetiske moment.Another modification that can be performed on binary amorphous materials consists in the addition of a larger concentration, such as 2-50 atomic percent, of non-magnetic elements to vary the magnetic properties. For example, copper can be added to dilute the magnetic moment.

Ternære kombinationer af de ovenfor nævnte 3d-, 4f- og 5f-grundstoffer kan også fremstilles for at tilvejebringe amorfe sammensætninger med uniaksial magnetisk anisotropi. Ligesom ved de binære materialer kan der tilsættes større koncentrationer af umagnetiske grundstoffer med henblik på ændring af de magnetiske egenskaber af disse ternære kombinationer. Ligeledes kan der tilsættes små mængder af umagnetisk materiale for at gøre det lettere at tildanne amorfe film, uden at de magnetiske egenskaber påvirkes i ugunstig retning. Det er underforstået, at mængden af umagnetisk materiale, som tilsættes, er utilstrækkelig til at ødelægge den magnetiske ordning i den amorfe film.Ternary combinations of the above-mentioned 3d, 4f and 5f elements can also be prepared to provide amorphous compositions with uniaxial magnetic anisotropy. As with the binary materials, higher concentrations of non-magnetic elements can be added in order to change the magnetic properties of these ternary combinations. Likewise, small amounts of non-magnetic material can be added to facilitate the formation of amorphous films without adversely affecting the magnetic properties. It is understood that the amount of non-magnetic material added is insufficient to destroy the magnetic arrangement in the amorphous film.

De amorfe, magnetiske materialer ifølge opfindelsen har langsgående magnetisk ordning og er enten ferromagnetiske, ferri-magnetiske eller antiferromagnetiske. Naturligvis er det denne langsgående, magnetiske ordning, som bevirker tilvejebringelsen af den uniaksiale anisotropi i disse materialer, der igen gør dem meget velegnede til apparatanvendelser.The amorphous magnetic materials of the invention have a longitudinal magnetic arrangement and are either ferromagnetic, ferrimagnetic or antiferromagnetic. Of course, it is this longitudinal magnetic arrangement which causes the provision of the uniaxial anisotropy in these materials which in turn makes them very suitable for apparatus applications.

De magnetiske egenskaber for disse materialer kan ændres under fremstillingen eller efter fremstillingen for at opnå tilpasning til specielle udførelsesformer. Det er konstateret, at de magnetiske egenskaber er meget afhængige af sammensætningsområdet for bestanddelene og også af de afsætningsforhold, som var herskende ved fremstillingen af materialet. Imidlertid er de magnetiske egenskabers afhængighed af afsætningsparametrene mindre end den afhængighed, som hører sammen med bestanddelenes sammensætningsområder.The magnetic properties of these materials can be changed during manufacture or after manufacture to accommodate particular embodiments. It has been found that the magnetic properties are highly dependent on the composition range of the components and also on the deposition conditions that prevailed in the manufacture of the material. However, the dependence of the magnetic properties on the deposition parameters is less than the dependence associated with the composition ranges of the constituents.

11 144153 Sådanne processer som hærdning og ionimplantation kan udnyttes til at modificere de magnetiske egenskaber efter fremstillingen af disse amorfe materialer. Endvidere kan disse magnetiske materialer dopes med dopemidler, uden at de strukturelle magnetiske egenskaber i af filmene påvirkes i ugunstig retning. Derfor påvirkes den magnetiske domænebevægelse i filmene ikke, hvilket er tilfældet ved konventionelle, krystallinske, magnetiske film. I det følgende angives der eksempler på specielt velegnede, amorfe, magnetiske materialer til flere anvendelser.Processes such as curing and ion implantation can be used to modify the magnetic properties after the production of these amorphous materials. Furthermore, these magnetic materials can be doped with dopants without adversely affecting the structural magnetic properties of the films. Therefore, the magnetic domain motion in the films is not affected, as is the case with conventional crystalline magnetic films. The following are examples of particularly suitable amorphous magnetic materials for multiple applications.

I afhængighed af det udvekslingssamvirke, der optræder i disse materialer, skulle det være muligt at tilvejebringe isolatorer, ledere og halvledere, som er i hovedsagen amorfe. I metaller og halvledere kan udvekslingssamvirket være enten direkte som følge af overlapning for atombanerne eller indirekte i afhængighed af ledningselektronerne. Disse mekanismer gør det amorfe materiale mere velegnet til magnetiske anvendelser. Imidlertid er udvekslingsmekanismen i isolatorer baseret på "super-udveksling", der er kritisk afhængig af bindingsvinklen og -strækningen. Da der ikke optræder langsgående magnetisk ordning i amorft materiale, kan disse "superudvekslingsbetingelser" ikke opfyldes, og der iagttages ingen magnetisk ordning.Depending on the exchange co-operation occurring in these materials, it should be possible to provide insulators, conductors and semiconductors which are substantially amorphous. In metals and semiconductors, the exchange interaction can be either directly due to overlap for the atomic orbits or indirectly due to the conduction electrons. These mechanisms make the amorphous material more suitable for magnetic applications. However, the exchange mechanism in insulators is based on "super-exchange", which is critically dependent on the bond angle and stretch. Since no longitudinal magnetic arrangement occurs in amorphous material, these "super-exchange conditions" cannot be met and no magnetic arrangement is observed.

Fig 1A og IB viser elektronstrålemikrofotografier, der illustrerer amorft og krystallinsk materiale. Elektronstråledif-fraktionsmønsteret i fig. 1A er karakteristisk for et amorft materiale, mens diffraktionsmønsteret i fig. IB er karakteristisk for et krystallinsk materiale.Figures 1A and 1B show electron beam photomicrographs illustrating amorphous and crystalline material. The electron beam diffraction pattern of FIG. 1A is characteristic of an amorphous material, while the diffraction pattern of FIG. IB is characteristic of a crystalline material.

Nærmere betegnet er fig. 1A og IB fremstillet ved hjælp af elektrondiffraktion fra en Gd-Co-legering. Den fuldt optrukne linie L i fig. 1A og IB anvendes til blokering af den indfaldende elektronstråle med henblik på at lette fremstillingen af disse fotografier. Diffraktionsmønsteret i fig. 1A er karakteristisk for et amorft materiale.More specifically, FIG. 1A and 1B produced by electron diffraction from a Gd-Co alloy. The solid line L in FIG. 1A and 1B are used to block the incident electron beam in order to facilitate the production of these photographs. The diffraction pattern in FIG. 1A is characteristic of an amorphous material.

Fig. IB er et diffraktionsmønster for materialet Gd-Co i fig. 1A, efter at dette er krystalliseret ved tilførsel af varme. I dette tilfælde bibeholdes den amorfe film i fig. 1A i elektron-strålemikroskopet og opvarmes til ca. 300°C. Diffraktionsmønsteret i fig. IB er derfor karakteristisk for diffraktionen fra et krystallinsk materiale. Fig. 1A og IB er vist i samme målestok. Disse figurer illustrerer den i hovedsagen amorfe karakter af film, der fremstilles i overensstemmelse med opfindelsen.FIG. IB is a diffraction pattern of the material Gd-Co in FIG. 1A, after it has crystallized by the application of heat. In this case, the amorphous film of FIG. 1A in the electron beam microscope and heated to approx. 300 ° C. The diffraction pattern in FIG. IB is therefore characteristic of the diffraction from a crystalline material. FIG. 1A and IB are shown on the same scale. These figures illustrate the substantially amorphous nature of films made in accordance with the invention.

12 14415312 144153

Fig. 2A og 2B viser tilstedeværelsen af magnetiske randdomæner i det amorfe materiale i fig. ΙΑ. I fig. 2A og 2B er der indridset en referencemarkering M i filmen, hvilken markering udnyttes til bestemmelse af randdomænernes bevægelse, når der påtrykkes et magnetfelt over det amorfe materiale.FIG. 2A and 2B show the presence of magnetic edge domains in the amorphous material of FIG. ΙΑ. In FIG. 2A and 2B, a reference mark M is engraved in the film, which mark is used to determine the movement of the edge domains when a magnetic field is applied over the amorphous material.

I fig. 2A er magnetiske randdomæner D tydeligt synlige over det amorfe, magnetiske materiale. Disse randdomæner har grænser, der i hovedsagen er orienteret i lodret retning i denne figur.In FIG. 2A, magnetic edge domains D are clearly visible over the amorphous magnetic material. These peripheral domains have boundaries that are mainly oriented in the vertical direction in this figure.

Når der påtrykkes et magnetfelt i det amorfe materiales plan, bibringes randdomænerne D imidlertid en hældning. Dette ses, når positionen af domænerne D i forhold til referencemarkeringen M undersøges i disse to figurer. Således viser fig. 2A og 2B tilstedeværelsen af domæner i det amorfe, magnetiske materiale og disse domæners bevægelse som følge af et påtrykt magnetfelt. Som det fremgår af det følgende, kan randdomænerne D bringes til at bryde sammen til runde bobledomæner.However, when a magnetic field is applied in the plane of the amorphous material, the edge domains D are imparted. This is seen when the position of the domains D relative to the reference mark M is examined in these two figures. Thus, FIG. 2A and 2B the presence of domains in the amorphous magnetic material and the motion of these domains due to an applied magnetic field. As shown below, the peripheral domains D can be caused to collapse into round bubble domains.

Amorfe film med en tykkelse på omtrent 1 micron blev afsat på NaCl, SiC>2 og Al202. Disse film viste uniaksial aniso-tropi og havde også randdomæner. Et under en ret vinkel påtrykt magnetfelt på nogle få hundrede ørsted var tilstrækkeligt til at bringe randdomænerne til at bryde sammen til runde bobledomæner. Endvidere blev bobledomænerne flyttet, når det ydre magnetfelt blev flyttet. Domænemønsteret i det amorfe materiale lignede de domænemønstre, som iagttages i nøjagtigt fremstillede granatfilm.Amorphous films with a thickness of about 1 micron were deposited on NaCl, SiC> 2 and Al 2 O 2. These films showed uniaxial anisotropy and also had marginal domains. A magnetic field applied at a right angle to a few hundred earlobes was sufficient to cause the peripheral domains to collapse into round bubble domains. Furthermore, the bubble domains were moved when the outer magnetic field was moved. The domain pattern in the amorphous material was similar to the domain patterns observed in accurately made garnet films.

Dette tyder på, at det amorfe materiale savner lokale inhomogeniteter, der er tilstrækkelige til at tilvejebringe lokal fastholdelse af domæner, hvilket ville begrænse deres bevægelse. Naturligvis er dette en fordel i et amorft magnetmateriale, hvor der pr. definition ikke eksisterer krystalstruktur-fejl. Kernedannelsen og forplantningen af magnetiske domæner i et sådant amorft materiale begrænses ikke af denne type fejl.This suggests that the amorphous material lacks local inhomogeneities sufficient to provide local retention of domains, which would limit their movement. Of course, this is an advantage in an amorphous magnetic material, where per. definition does not exist crystal structure error. The nucleation and propagation of magnetic domains in such an amorphous material is not limited by this type of defect.

I afhængighed af den specielle anvendelse, hvortil disse amorfe magnetiske materialer er bestemt, er de nævntejmagnetiske egenskaber regulerbare til opnåelse af optimal ydelse. Reguleringen af de magnetiske egenskaber af disse amorfe materialer tilvejebringes let ved hjælp af visse metoder under fremstillingen af de amorfe materialer og ved hjælp af processer, der anvendes efter at de er fremstillet. Til forskel fra tidligere kendte krystallinske 144153 13 magnetmaterialer er de magnetiske egenskaber af de amorfe film generelt lettere at styre end tilsvarende egenskaber i krystallinske materialer. En grund hertil er, at de sammensætningsvariationer, der tillades i et amorft materiale, er meget mere vidtgående end de tilladte variationer i et krystallinsk materiale, fordi amorfe sammensætninger er karakteristiske ved metastabilitet, snarere end ved termodynamisk ligevægt. Forskellige magnetiske egenskaber omtales i det følgende særskilt med henblik på illustration af den fleksibilitet, som amorfe materialer frembyder.Depending on the particular application for which these amorphous magnetic materials are intended, the said magnetic properties are adjustable to obtain optimum performance. The regulation of the magnetic properties of these amorphous materials is readily accomplished by certain methods during the manufacture of the amorphous materials and by processes used after their manufacture. Unlike previously known crystalline magnetic materials, the magnetic properties of the amorphous films are generally easier to control than similar properties in crystalline materials. One reason for this is that the composition variations allowed in an amorphous material are much more far-reaching than the allowable variations in a crystalline material, because amorphous compositions are characterized by metastability, rather than thermodynamic equilibrium. Various magnetic properties are discussed below separately to illustrate the flexibility offered by amorphous materials.

Mætningsmagnetisering MgSaturation magnetization Mg

Magnetiseringen Mg kan let ændres i et amorft, magnetisk materiale ved tilsætning af et magnetisk atom, der kobles til et normalt magnetisk atom i det amorfe materiale eller et atom i det amorfe materiale, som er magnetisk i en vis tilstand, f.eks.The magnetization Mg can be easily changed in an amorphous magnetic material by adding a magnetic atom which is coupled to a normal magnetic atom in the amorphous material or an atom in the amorphous material which is magnetic in a certain state, e.g.

Mn, Cr, etc. Med henblik på formindskelse af magnetiseringen Mg kobles det materiale, der tilføjes til den amorfe sammensætning, antiferromagnetisk med det magnetiske atom i det amorfe materiale.Mn, Cr, etc. In order to reduce the magnetization Mg, the material added to the amorphous composition is antiferromagnetically coupled with the magnetic atom of the amorphous material.

Med henblik på formindskelse af magnetiseringen i den amorfe Gd-Co-legering reguleres eksempelvis Gd/Co-forholdet således, at materialets magnetiske moment på det nærmeste udlignes.In order to reduce the magnetization in the amorphous Gd-Co alloy, for example, the Gd / Co ratio is regulated so that the magnetic moment of the material is almost equalized.

For at forøge magnetiseringen i det amorfe materiale tilføjes der til sammensætningen magnetiske atomer, der kobles ferromagnetisk med det magnetiske atom i den amorfe sammensætning. Eksempelvis tilvejebringer en tilsætning af Nd til en amorf sammensætning af Gd-Co en forøgelse af sammensætningens magnetisering. Som et andet eksempel kan det nævnes, at tilføjelsen af Co til en amorf sammensætning af Y-Co forøger magnetiseringen.To increase the magnetization in the amorphous material, magnetic atoms are added to the composition which are ferromagnetically coupled to the magnetic atom in the amorphous composition. For example, an addition of Nd to an amorphous composition of Gd-Co provides an increase in the magnetization of the composition. As another example, it may be mentioned that the addition of Co to an amorphous composition of Y-Co increases the magnetization.

Disse tilsætninger udføres under fremstillingsprocessen og sker på følgende måde: en blanding af bestanddelsgrundstofferne smeltes og støbes til en skiveformet plade, der anvendes som mål for elektrodeforstøvning. Sammensætningen kan reguleres under målfremstillingen, eller filmens sammensætning kan varieres under forstøvningsprocessen ved regulering af forspændingen på underlaget med henblik på foretrukket omforstøvning af en del af én eller flere af bestanddelene. Alternativt kan der i forstøvningssystemet tilvejebringes et andet tilsætningsgrundstof, så at et af tilsætningsgrundstofferne indføres i den afsatte film.These additions are carried out during the manufacturing process and take place as follows: a mixture of the constituent elements is melted and cast into a disc-shaped plate used as a measure of electrode sputtering. The composition may be adjusted during the target manufacture, or the composition of the film may be varied during the sputtering process by adjusting the bias on the substrate for preferred re-sputtering of a portion of one or more of the components. Alternatively, another additive element may be provided in the atomizing system so that one of the additive elements is introduced into the deposited film.

14 144153 Når der fremstilles tynde film ved vakuumfordampning, kan tilsætningens koncentration varieres i fordampningskilden, eller der kan tilvejebringes en supplerende kilde af tilsætningsgrundstoffet.When thin films are produced by vacuum evaporation, the concentration of the additive can be varied in the evaporation source, or an additional source of the additive element can be provided.

Fig. 3A viser en kurve for magnetiseringen 4 ! Mg ved stuetemperatur som funktion af koncentrationen af cobolt i en amorf Gd-Co-legering. Af denne kurve fremgår det, at mængden af magnetiske atomer af Co i den amorfe legering bestemmer legeringens magnetisering. I overensstemmelse hermed ændres legeringens magnetisering ved tilsætninger af materiale til den amorfe legering, som ændrer Gd/Co-forholdet og der med den grad, hvori materialets magnetiske moment ophæves.FIG. 3A shows a curve for the excitation 4! Mg at room temperature as a function of the concentration of cobalt in an amorphous Gd-Co alloy. From this curve it appears that the amount of magnetic atoms of Co in the amorphous alloy determines the magnetization of the alloy. Accordingly, the magnetization of the alloy changes with the addition of material to the amorphous alloy, which changes the Gd / Co ratio and there to the extent that the magnetic moment of the material is eliminated.

Sammensætningsområderne i nærheden af minimumsmagnetiseringen er specielt hensigtsmæssige for materialer med lavt magnetisk moment og høje curie-punkter. Da den lave magnetisering af sammensætninger i nærheden af 79 atomprocent cobolt hidrører fra udligningen af Gd- og Co-momenterne, snarere end fra fortyndingsvirkninger, bliver curiepunktet, der i vid udstrækning bestemmes af Gd-Co-samvirket, ikke påvirket heraf. Følgelig kan magnetiseringen af materialet ved stuetemperatur ændres under opretholdelse af Tc inden for angivne grænser.The composition areas in the vicinity of the minimum magnetization are particularly suitable for materials with low magnetic torque and high curie points. Since the low magnetization of compositions near 79 atomic percent cobalt results from the equalization of the Gd and Co moments, rather than from dilution effects, the curie point largely determined by the Gd-Co interaction is not affected. Consequently, the magnetization of the material at room temperature can be changed while maintaining Tc within specified limits.

En anden måde til ændring af magnetiseringen af en amorf legering består i at tilsætte små mængder Nj, når den amorfe legering elektrodeforstøves. Når f.eks. GdCo^ elektrodeforstøves i argon, sker der ved tilsætning af små mængder N2, f.eks. ca. 1 rumfangsprocent N2 i argongassen, en væsentlig formindskelse af størrelsen af randdomæner i materialet. Dette indikerer igen en forøgelse af 4)7Mg. Dette betyder, at den antiferromagnetiske kobling af Gd og Co påvirkes således, at magnetiseringen forøges, uden at det amorfe materiales uniaksiale anisotropi forstyrres. Nitrogenet bindes af Gd, hvilket svækker den antiferromagnetiske kobling mellem Gd og Co. Momentet af Co-undergitteret bliver mindre effektivt ophævet af Gd-undergittermomentet, så at magnetiseringen forøges.Another way to change the magnetization of an amorphous alloy is to add small amounts of Nj when the amorphous alloy is electrode atomized. When e.g. GdCo2 is electrode atomized in argon, this is done by adding small amounts of N2, e.g. ca. 1% by volume of N2 in the argon gas, a significant reduction in the size of peripheral domains in the material. This again indicates an increase of 4) 7Mg. This means that the antiferromagnetic coupling of Gd and Co is affected so that the magnetization is increased without disturbing the uniaxial anisotropy of the amorphous material. The nitrogen is bound by Gd, which weakens the antiferromagnetic coupling between Gd and Co. The moment of the Co-lattice is less effectively eliminated by the Gd sub-lattice moment, so that the magnetization increases.

Fig. 3B viser en kurve for magnetiseringen Mc i vilkårlige b enheder som funktion af sammensætningen af en amorf Gd-Co-legering, også udtrykt i vilkårlige enheder.· Der optræder en minimal magnetisering ved en bestemt sammensætning af Gd-Co.FIG. Fig. 3B shows a curve of the magnetization Mc in random b units as a function of the composition of an amorphous Gd-Co alloy, also expressed in random units · A minimal magnetization occurs at a certain composition of Gd-Co.

15 14415315 144153

Hvis Gd-Co-sammensætningen er normal ved sammensætningen A, og sammensætningen fremstilles ved tilstedeværelse af N2/ optræder der en forskydning af magnetiseringen, som om der optrådte en forøgelse af coboltsammensætningen. Derfor bliver magnetiseringen højere. Hvis de derimod startes med en sammensætning C, og der tilsættes nitrogen til afsætningsarrangementet, vil den frembragte films magnetisering ændres mod et minimum. Derfor kan magnetiseringen Mg ændres ved simple tilsætninger af N2 til materialet med henblik på ændring af vekselvirkningen mellem bestanddelene i sammensætningen til en højere eller lavere magnetisering i overensstemmelse med hvor man befinder sig på magnetiserings/sam-mensætningskurven for det pågældende materiale.If the Gd-Co composition is normal at the composition A, and the composition is prepared in the presence of N2 /, a shift of the magnetization occurs as if an increase of the cobalt composition occurred. Therefore, the magnetization becomes higher. If, on the other hand, they are started with a composition C and nitrogen is added to the deposition arrangement, the magnetization of the produced film will change to a minimum. Therefore, the magnetization Mg can be changed by simple additions of N2 to the material in order to change the interaction between the components of the composition to a higher or lower magnetization according to where one is on the magnetization / composition curve for the material in question.

Koercitivkraft H _cCoercive force H _c

Koercitivkraften i magnetmateriale er en primær faktor ved bestemmelsen af den lethed, hvormed magnetiske domæner flyttes i materialet. Justeringer vedrørende koercitivkraften indbefatter sædvanligvis ændring af det magnetiske materiales kornstørrelse, da koercitivkraften er afhængig af kornstørrelsen. Generelt set har koercitivkraften et maksimum for en bestemt værdi af kornstørrelsen og formindskes ved kornstørrelser mindre end og større end den værdi, som medfører den største koercitivkraft. Eksempelvis er koercitivkraften stor i magnetmateriale, hvori kornstørrelsen nærmer sig domænegrænsebredden.The coercive force in magnetic material is a primary factor in determining the ease with which magnetic domains move in the material. Adjustments regarding the coercive force usually include changing the grain size of the magnetic material, as the coercive force depends on the grain size. In general, the coercive force has a maximum for a certain value of the grain size and decreases at grain sizes smaller than and larger than the value which results in the largest coercive force. For example, the coercive force is large in magnetic material in which the grain size approaches the domain boundary width.

Kornstørrelsen kan påvirkes ved tilsætning af dopemidler, såsom f.eks. ^ og Disse tilsætninger forandrer den magnetiske ordning i den amorfe film, så at den bliver anderledes end eller lig med domænegrænsebreddenS . Hvis S er større, bliver Hc lille, men hvis S er omtrent lig med den nævnte ordning, er Hc maksimal.The grain size can be affected by the addition of dopants, such as e.g. ^ and These additions change the magnetic arrangement of the amorphous film so that it becomes different from or equal to the domain boundary widthS. If S is larger, Hc becomes small, but if S is approximately equal to said scheme, Hc is maximum.

Ionimplantation til en udvalgt dybde er normalt hensigtsmæssig, når det ikke er ønskeligt at opvarme amorfe materialer. En opvarmning over visse temperaturer bevirker, at amorfe materialer ændres til krystallinsk tilstand, som muligvis ikke er en reversibel tilstand. En hærdning med henblik på krystallisering af den amorfe film med henblik på tilvejebringelse af korn med ønsket størrelse kan også udnyttes.Ion implantation to a selected depth is usually appropriate when it is not desirable to heat amorphous materials. Heating above certain temperatures causes amorphous materials to change to a crystalline state, which may not be a reversible state. A cure for crystallization of the amorphous film to provide grains of desired size can also be utilized.

Andre metoder til påvirkning af koercitivkraften indbefatter en overfladebehandling, såsom eksempelvis forstøvningsætsning og ionætsning, for at gøre overfladestrukturen ujævn. Dette påvirker igen domænernes bevægelse i det amorfe, magnetiske ma- 16 144153 teriale.Other methods of influencing the coercive force include a surface treatment, such as, for example, spray etching and ion etching, to make the surface structure uneven. This in turn affects the motion of the domains in the amorphous magnetic material.

Curie-temperatur TcCurie temperature Tc

Disse amorfe, magnetiske materialer er lette at legere med henblik på ændring af curie-temperaturen, uden at materialets struktur påvirkes i ugunstig retning. Følgelig optræder der ingen begrænsende indflydelse på grund af et fasediagram, hvilket ellers ville være tilfældet for krystallinsk materiale. Der kan anvendes legeringsområder med stor udstrækning, såsom 50 atomprocent, så længe den uniaksiale anisotropi i materialet ikke påvirkes. Generelt følger curie-temperaturen lineært mængden af tilstedeværende magnetiske atomer. Curie-temperaturen i disse amorfe materialer er lettere at styre end i krystallinske, magnetiske materialer.These amorphous magnetic materials are easy to alloy in order to change the curie temperature without adversely affecting the structure of the material. Consequently, no limiting influence occurs due to a phase diagram, which would otherwise be the case for crystalline material. Alloy areas can be used to a large extent, such as 50 atomic percent, as long as the uniaxial anisotropy of the material is not affected. In general, the curie temperature linearly follows the amount of magnetic atoms present. The Curie temperature in these amorphous materials is easier to control than in crystalline magnetic materials.

Legeringsforholdene udnyttes til ændring af curie-temperaturen for det amorfe, magnetiske materiale. For en amorf Gd-Co-le-gering vil tilsætningen af magnetiske atomer med lavere moment, f.eks. Ni, Cr, Mn eller umagnetiske atomer, f.eks. Cu, Al, Ag, Pd,The alloying conditions are used to change the curie temperature of the amorphous magnetic material. For an amorphous Gd-Co-alloy, the addition of lower atomic magnetic atoms, e.g. Ni, Cr, Mn or non-magnetic atoms, e.g. Cu, Al, Ag, Pd,

Ga, In, etc., eksempelvis bevirke en sænkning af curie-temperaturen, mens tilsætningen af et sådant grundstof som f.eks. Fe forøger curie-temperaturen. Styrken af det magnetiske samvirke eller koblingen i materialet ændres ved hjælp af de tilsagge grundstoffer. Faraday-rotation _ΓGa, In, etc., for example, cause a lowering of the curie temperature, while the addition of such an element as e.g. Fe increases the curie temperature. The strength of the magnetic interaction or coupling in the material is changed by the added elements. Faraday rotation _Γ

En forøget Faraday-rotation eller Kerr-rotation af en lysstråle, som falder ind på det amorfe, magnetiske materiale, opnås ved tilvejebringelse af amorft materiale med et højt magnetisk moment. Dopemidler i form af sjældne jordarter, f.eks. Tb, Dy, Ho, kan tilsættes til det amorfe materiale, eller der kan tilføjes legeringstilsætninger til materialet. Når det eksempelvis gælder den amorfe Gd-Co-legering, vil en forøgelse af Co-mængden bevirke en forøgelse af Faraday-rotationen, Også tilsætninger af Fe til materialet vil forøge Faraday-rotationen. For høj Faraday-rotation er det ønskeligt, at magnetiseringen 4'TTMg bar en så stor værdi som muligt, f.eks. 8000-10000 gauss.An increased Faraday rotation or Kerr rotation of a light beam incident on the amorphous magnetic material is obtained by providing amorphous material with a high magnetic moment. Drugs in the form of rare earths, e.g. Tb, Dy, Ho, can be added to the amorphous material, or alloy additives can be added to the material. For example, in the case of the amorphous Gd-Co alloy, an increase in the Co amount will cause an increase in the Faraday rotation. Also, additions of Fe to the material will increase the Faraday rotation. For high Faraday rotation, it is desirable that the magnetization 4'TTMg carry as large a value as possible, e.g. 8000-10000 gauss.

Karakteristisk længde (L-parameter)Characteristic length (L-parameter)

Parameteren L er en størrelse, som specielt er anvendelig ved udformningen af magnetbobledomæneapparater. En nærmere beskrivelse af denne parameter er angivet af A. A. Thiele, i "J.Appl.The parameter L is a quantity which is especially useful in the design of magnetic bubble domain devices. A more detailed description of this parameter is given by A. A. Thiele, in "J.Appl.

Phys.,", nr. 41, side 1139 fra 1970.Phys., ", No. 41, page 1139 of 1970.

17 14415317 144153

Parameteren L er meget afhængig af omfanget af bestanddelene i den amorfe legering. Fig. 4A viser således eksempelvis variationen .af parameteren L, nærmere bestemt Ku/4'TF (1/L) , som funktion af magnetionkoncentrationen i en amorf, magnetisk legering. I dette specielle tilfælde er sammensætningen Gd-Co, og den vandrette akse viser CO-koncentrationen. Det fremgår heraf, at parameteren L kan varieres ved ændring af den amorfe legerings sammensætning. Kurven i 4A har været bestemt for forskellige sammensætninger af Gd-Co, hvor alle fremstillingsparametre blev holdt konstant for hver enkelt prøve. Samme sammensætninger, der blev fremstillet under andre forhold, havde andre værdier af parameteren L. I afhængighed af, at sammensætningsområdet for et amorft materiale let kan varieres inden for vide grænser, hvilket står i modsætning til hvad der er tilfældet ved et krystallinsk magnetisk materiale, er det forholdsvis let at variere parameteren L.The parameter L is highly dependent on the extent of the constituents of the amorphous alloy. FIG. 4A thus shows, for example, the variation of parameter L, more specifically Ku / 4'TF (1 / L), as a function of the magnetion concentration in an amorphous magnetic alloy. In this particular case, the composition is Gd-Co and the horizontal axis shows the CO concentration. It can be seen that parameter L can be varied by changing the composition of the amorphous alloy. The curve in 4A has been determined for different compositions of Gd-Co, where all manufacturing parameters were kept constant for each sample. The same compositions produced under different conditions had different values of the parameter L. Depending on the fact that the composition range of an amorphous material can be easily varied within wide limits, which is in contrast to what is the case with a crystalline magnetic material, it is relatively easy to vary the parameter L.

Fig. 4B viser parameteren L's afhængighed af det amorfe, magnetiske lags tykkelse H. Under en kritisk tykkelse for hver sammensætning er det ikke muligt at opnå tilstrækkelig retvinklet anisotropi til understøtning af bobledomæner, og kurven er derfor vist punkteret under den kritiske tykkelse. Ved den her aktuelle, specielle sammensætning med 20 atomprocent Gd og 80 atomprocent Fe giver en tykkelse på 0,2 mikron en tilstrækkelig retvinklet anisotropi til at fremme bobledomæner.FIG. 4B shows the dependence of parameter L on the thickness H of the amorphous magnetic layer. At a critical thickness for each composition, it is not possible to obtain sufficient right-angled anisotropy to support bubble domains, and the curve is therefore shown punctured below the critical thickness. At this particular special composition with 20 atomic percent Gd and 80 atomic percent Fe, a thickness of 0.2 microns provides a sufficient right-angled anisotropy to promote bubble domains.

DomænegrænseenergiDomain boundary energy

Domænegrænseenergien (f er beslægtet med det amorfe materiales L-parameter. Domænegrænseenergien er også direkte proportional medVAKu, hvor A er materialets udvekslingskonstant og Ku er materialets uniaksiale vinkelrette anisotropi-konstant.The domain boundary energy (f is related to the L parameter of the amorphous material. The domain boundary energy is also directly proportional to the VAKu, where A is the exchange constant of the material and Ku is the uniaxial perpendicular anisotropy constant of the material.

Fig. 5 viser en kurve for domænegrænseenergien 4P 6 i 2 W erg/cm som funktion af den underlagsforspænding, der anvendes under elektrodeforstøvningen af amorfe Gd-Co-legeringer indeholdende 80-85 atomprocent Co. Denne underlagsforspænding er underlagets spænding målt i forhold til jord. I det jævnstrømselektrodeforstøvningsapparat, der er anvendt til tilvejebringelse af kurven i fig. 5, er der påtrykt ca. 2000 volt mellem anoden og katoden for at tilvejebringe afsætning af den amorfe Gd-Co-sammensætning. Anvendelsen af underlagsforspænding muliggør styring af sammensætningen og de magnetiske egenskaber af det afsatte, amorfe materiale.FIG. 5 shows a curve for the domain boundary energy 4P 6 in 2 W erg / cm as a function of the substrate bias used during the electrode sputtering of amorphous Gd-Co alloys containing 80-85 atomic percent Co. This substrate prestress is the substrate tension measured in relation to soil. In the DC electrode sputtering apparatus used to provide the curve of FIG. 5, approx. 2000 volts between the anode and the cathode to provide deposition of the amorphous Gd-Co composition. The use of substrate prestress allows control of the composition and the magnetic properties of the deposited, amorphous material.

18 144153 På denne måde kan domænegrænseenergien varieres inden for et stort område. Domænegrænseenergien kan også ændres ved variation af udvekslingskonstanten A eller anisotropien Ku· Udvekslingskonstanten A repræsenterer styrken af den magnetiske kobling i materialet og er proportional med curie-temperaturen T . Følgelig varierer konstanten A fra det ene materiale til det andet. Ændringer ai anisotropien behandles i en senere del af beskrivelsen. Anisotropi Ku18 144153 In this way, the domain boundary energy can be varied within a wide range. The domain boundary energy can also be changed by varying the exchange constant A or the anisotropy Ku · The exchange constant A represents the strength of the magnetic coupling in the material and is proportional to the curie temperature T. Consequently, the constant A varies from one material to another. Changes in the anisotropy are discussed in a later part of the description. Anisotropy Ku

Materialets anisotropi kan varieres ved ændring af den proces, som anvendes ved fremstillingen af det amorfe materiale. Eksempelvis er afsætningstakten en afgørende faktor, ligesom også tykkelsen af den afsatte film har betydning. Generelt set er en funktion af materialesammensætningen og opbygningsforholdene.The anisotropy of the material can be varied by changing the process used in the production of the amorphous material. For example, the rate of deposition is a decisive factor, as is the thickness of the deposited film. In general, a function of the material composition and construction conditions.

Disse faktorer beskrives nærmere i den del af beskrivelsen, som vedrører fremstillingsmetoder.These factors are described in more detail in the part of the description which relates to manufacturing methods.

Domænestørrelse og domænegrænsebreddeDomain size and domain boundary width

Domænegrænsebredden er lig medVA/^u, hvor A er materialets udvekslingskonstant, og er dets anisotropi. Som tidligere nævnt afhænger anisotropien Ku af den amorfe films tykkelse og af afsætningstakten. Derfor kan domænegrænsebredden S' varieres ved ændring af anisotropien Ku. Denne er igen en funktion af sammensætningen af det amorfe lag, dettes område af bestanddele og den afsætningsproces, som blev anvendt ved fremstillingen af det amorfe materiale. I den del af beskrivelsen, som vedrører fremstillingsmetoder, findes der kurver, som illustrerer anisotropien K^'s variation med lagtykkelsen og afsætningstakten.The domain boundary width is equal to VA / ^ u, where A is the exchange constant of the material and is its anisotropy. As mentioned earlier, the anisotropy Ku depends on the thickness of the amorphous film and the rate of deposition. Therefore, the domain boundary width S 'can be varied by changing the anisotropy Ku. This in turn is a function of the composition of the amorphous layer, its range of constituents and the deposition process used in the manufacture of the amorphous material. In the part of the description which relates to manufacturing methods, there are curves which illustrate the variation of the anisotropy K 2 with the layer thickness and the rate of deposition.

Domænestørrelsen er en funktion af den karakteristiske længde L og filmens tykkelse. Generelt vælges domænestørrelsen således, at apparatets ydelse bliver optimal. For magnetbobledo-mæneapparater bestemmes den karakteristiske længde L ved følgende ligningThe domain size is a function of the characteristic length L and the thickness of the film. In general, the domain size is chosen so that the performance of the device is optimal. For magnetic bubble doomers, the characteristic length L is determined by the following equation

L = <T /4TTm w SL = <T / 4TTm w S

4^MS2 19 144153 Følgelig kan den karakteristiske længde og dermed domænestørrelsen ændres ved variation af magnetiseringen Mg, aniso-tropien Ku og udvekslingskonstanten A.4 ^ MS2 19 144153 Consequently, the characteristic length and thus the domain size can be changed by varying the magnetization Mg, the anisotropy Ku and the exchange constant A.

Udvekslingskonstanten er en størrelse, der repræsenterer styrken af magnetisk kobling i et givet materiale. Den er proportional med curietemperaturen og er større for materialer, som har højere curie-temperatur T . Som forklaret tidligere er anisotropi-en Ku en funktion af materialesammensætningen og øvrige forhold, som er anvendt ved fremstillingen af materialet. Magnetiseringen MThe gear constant is a quantity that represents the strength of magnetic coupling in a given material. It is proportional to the curie temperature and is greater for materials that have higher curie temperature T. As explained earlier, the anisotropy Ku is a function of the material composition and other conditions used in the manufacture of the material. The magnetization M

SS

hidrører fra magnetiske spin og orienteringen heraf, dvs., om de er parallelle eller antiparallelle. Denne størrelse er temperaturafhængig og kan varieres ved ændring af den amorfe films sammensætning og de parametre, som anvendes ved fremstillingen af den amorfe film. Derfor kan domænestørrelsen let ændres inden for store områder.derives from magnetic spins and their orientation, i.e. whether they are parallel or antiparallel. This size is temperature dependent and can be varied by changing the composition of the amorphous film and the parameters used in the manufacture of the amorphous film. Therefore, the domain size can be easily changed within large areas.

FremstillingsmetoderManufacturing methods

De amorfe, magnetiske materialer kan fremstilles i masseform eller som tynde film. Generelt kan der anvendes en hvilken som helst kendt filmafsætningsteknik, indbefattende elektrodeforstøvning og pådampning.The amorphous magnetic materials can be made in bulk or as thin films. In general, any known film deposition technique, including electrode sputtering and vapor deposition, can be used.

Til tilvejebringelse af en massefilm af amorft, magnetisk materiale kan stænkafkøling være en anvendelig metode. Ved denne fremgangsmåde bringes filmbestanddelene i opvarmet og flydende form til at ramme en kold flade, hvor bestanddelene stivner og danner en amorf massefilm. Dette medfører en hurtig afkøling fra den flydende fase.To provide a mass film of amorphous magnetic material, splash cooling can be a useful method. In this method, the film constituents in heated and liquid form are brought to hit a cold surface, where the constituents solidify and form an amorphous mass film. This results in a rapid cooling from the liquid phase.

En uniaksial anisotropi kan tilvejebringes i massefilm ved, at disse udsættes for atombombardement i et påtrykt magnetisk felt eller ved, at de hærdes i et magnetfelt ved en temperatur under krystalliseringstemperaturen for filmene. En anden metode til frembringelse af massefilm består i kontinuerligt at fordampe dem ved anvendelse af den i det følgende beskrevne fremgangsmåde.A uniaxial anisotropy can be provided in bulk films by subjecting them to atomic bombardment in a printed magnetic field or by curing them in a magnetic field at a temperature below the crystallization temperature of the films. Another method of producing bulk films consists in continuously evaporating them using the method described below.

Fremstillingen af tynde amorfe film ifølge den foreliggende opfindelse kan være baseret på afsætning fra en damp, en hurtig afkøling fra en flydende fase eller en ionimplantation til regulering af anisotropien. I almindelighed er disse amorfe film afhængige af afsætningstakten for atomer på underlaget, temperaturen af underlaget og indfaldsvinklen for atomer, der afsættes på underlaget. Hvis de indkommende atomer ikke er i stand til at opnå 20 144153 en vis ligevægtsstilling, forøges tendensen til dannelse af amorfe film. I denne forbindelse henvises til S. Mader: "The Use of Thin Films in Physical Investigations", der er udgivet af J.C. Anderson, Academic, New York, 1966, side 433. Samtidig henvises til beskrivelsen til USA-patent nr. 3.427.154, som omhandler fremstillingen af amorfe, tynde film.The production of thin amorphous films of the present invention may be based on the deposition of a vapor, a rapid cooling of a liquid phase or an ion implantation to control the anisotropy. In general, these amorphous films depend on the rate of deposition of atoms on the substrate, the temperature of the substrate and the angle of incidence of atoms deposited on the substrate. If the incoming atoms are not able to achieve a certain equilibrium position, the tendency to form amorphous films increases. In this connection, reference is made to S. Mader: "The Use of Thin Films in Physical Investigations", published by J.C. Anderson, Academic, New York, 1966, page 433. At the same time, reference is made to U.S. Patent No. 3,427,154, which relates to the manufacture of amorphous thin films.

Med henblik på at fremme parordningen som en måde til tilvejebringelse af uniaksial anisotropi i disse film synes det at være væsentligt, at afsætningsatomerne rammer underlaget under en anden indfaldsvinkel end en ret vinkel. Dette betyder, at de indkommende atomer skal have en vis hastighedskomposant parallelt med underlagsfladen for at opnå uniaksial anisotropi i filmen.In order to promote the pairing arrangement as a way of providing uniaxial anisotropy in these films, it seems to be essential that the deposition atoms strike the substrate at an angle of incidence other than a right angle. This means that the incoming atoms must have a certain velocity component parallel to the substrate surface to achieve uniaxial anisotropy in the film.

Denne "strejfningsvinkel" bevirker en atombevægelse parallelt med underlaget, hvilket igen fremmer parordningen, da de indkommende atomer kan bevæge sig rundt og vælge en atomstilling, som formindsker energien i arrangementet via materialets afmagnetiseringsfelt. Faseadskillelsen fremmes, hvilket fører til dannelsen af anisotropi, fordi grupper af ensartede atomer grupperes sammen på et sted, hvor energien i systemet sænkes. Dette fører igen til sammensætningsgrupperinger, der som tidligere anført medfører anisotropi i filmen.This "gravitational angle" causes an atomic motion parallel to the substrate, which in turn promotes the pairing arrangement, as the incoming atoms can move around and select an atomic position that reduces the energy of the arrangement via the demagnetization field of the material. The phase separation is promoted, leading to the formation of anisotropy, because groups of uniform atoms are grouped together in a place where the energy of the system is lowered. This in turn leads to composition groupings which, as previously stated, result in anisotropy in the film.

En anden faktor i forbindelse med opnåelsen af uniaksial anisotropi er afsætningstakten for indkommende atomer. Hvis afsætningstakten er alt for stor, kan indkommende atomer ikke bevæge sig rundt i sfor udstrækning på underlagsfladen, hvilket begrænser bevægeligheden parallelt med underlaget. I denne forbindelse henvises til fig. 6, der viser en kurve for afsætningstakten i ångstrøm pr. sekund som funktion af den højfrekvensenergi, som anvendes i et forstøvningsarrangement til afsætning af det amorfe materiale. I dette tilfælde er det amorfe, magnetiske materiale Gd-Co. I fig. 6 er der vist en kritisk afsætningstakt på 4 ångstrøm pr. sekund ved en given underlagstemperatur og målsammensætning.Another factor associated with achieving uniaxial anisotropy is the rate of deposition of incoming atoms. If the rate of deposition is too great, incoming atoms cannot move around to such an extent on the substrate surface, limiting the motion parallel to the substrate. In this connection, reference is made to FIG. 6, which shows a curve for the rate of deposition in steam flow per second as a function of the high frequency energy used in a sputtering arrangement for depositing the amorphous material. In this case, the amorphous magnetic material is Gd-Co. In FIG. 6, a critical deposition rate of 4 angstroms per second at a given substrate temperature and target composition.

Dette betyder, at der ved en afsætningstakt på 4 ångstrøm pr. sekund for en Gd-Co-prøve indeholdende ca. 80 atomprocent Co opnås et domænemønster, som er karakteristisk for uniaksial, retvinklet anisotropi i den amorfe, magnetiske legering af Gd-Co.This means that at a sales rate of 4 angstroms per second for a Gd-Co sample containing approx. 80 atomic percent Co, a domain pattern is obtained which is characteristic of uniaxial, right-angled anisotropy in the amorphous magnetic alloy of Gd-Co.

I fig. 6 er afsætningen udført med et magnetfelt på 500 vinkelret på underlaget og uden tilstedeværelse af magnetfeltet med henblik på bestemmelse af magnetfeltets virkning under afsætningen. Virkningen af magnetfeltet var ikke stor, selv om den i en vis grad forbedrede forstøvningens virkningsgrad.In FIG. 6, the deposition is performed with a magnetic field of 500 perpendicular to the substrate and without the presence of the magnetic field in order to determine the effect of the magnetic field during the deposition. The effect of the magnetic field was not great, although it did to some extent improve the efficiency of the atomization.

2i 144153 Når den underlagsforspænding, der anvendes i forstøvningsarrangementet, forøges, forøges anisotropien i almindelighed.2i 144153 As the substrate bias used in the atomizing arrangement increases, the anisotropy generally increases.

Dette skyldes, at forspændingen bevirker at indkommende atomer løsgøres fra overfladen på afsætningsfilmen ved genforstøvning.This is because the bias causes incoming atoms to be released from the surface of the deposition film by sputtering.

Følgelig har atomerne større bevægelighed parallelt med underlagsfladen, så at de kan nå foretrukne positioner, hvilket medfører en sammensætningsgruppering eller parordning.Consequently, the atoms have greater motion parallel to the substrate surface so that they can reach preferred positions, resulting in a composition grouping or pairing arrangement.

Fig. 7 viser en kurve for anisotropien Ku i erg/cm3 som funktion af tykkelsen H af den amorfe, magnetiske film, målt i mikron. Ved denne film af amorft Gd-Fe-materiale kræves der en 5 3 kritisk anisotropi på ca. 1,2 x 10 erg/cm for at fremme domæner heri, hvilket udtrykkes ved stabilitetstilstanden K V 2TfM .FIG. 7 shows a curve for the anisotropy Ku in erg / cm3 as a function of the thickness H of the amorphous magnetic film, measured in microns. This film of amorphous Gd-Fe material requires a critical anisotropy of approx. 1.2 x 10 erg / cm to promote domains therein, which is expressed by the stability state K V 2TfM.

Denne kritiske anisotropi optræder ved en filmtykkelse på 0,2 mikron.This critical anisotropy occurs at a film thickness of 0.2 microns.

For afsætningen af amorfe, magnetiske materialer holdes underlagstemperaturen forholdsvis lav. Disse film kan afsættes ved stuetemperatur eller lavere temperatur og afsættes normalt ved en temperatur, som er lavere end den temperatur, der ville forårsage en krystallisering af materialerne. Eksempelvis optræder der for amorfe Gd-Co-mate-rialer en øvre grænse for underlagstemperaturen på ca. 300°C, dvs. krystalliseringstemperaturen .For the deposition of amorphous magnetic materials, the substrate temperature is kept relatively low. These films can be deposited at room temperature or lower temperature and are usually deposited at a temperature lower than the temperature that would cause a crystallization of the materials. For example, for amorphous Gd-Co materials, an upper limit of the substrate temperature of approx. 300 ° C, i.e. crystallization temperature.

Fig. 8 viser en kurve for afsætningstakten i logaritmisk skala som funktion af underlagstemperaturen for Gd-Co-legeringer og Gd-Fe--legeringer. Af denne kurve fremgår det, at der kan fremstilles amorfe, magnetiske film inden for et stort område af underlagstemperaturer i afhængighed af afsætningstakten. Generelt set må underlagstemperaturen, uafhængigt af hvilken afsætningstakt der anvendes, være mindre end den temperatur, ved hvilken der optræder krystallisering, med henblik på frembringelse af amorfe, magnetiske materialer i overensstemmelse med opfindelsen.FIG. 8 shows a curve for the logarithmic scale deposition rate as a function of the substrate temperature for Gd-Co alloys and Gd-Fe alloys. This curve shows that amorphous magnetic films can be produced over a wide range of substrate temperatures depending on the rate of deposition. In general, the substrate temperature, regardless of the rate of deposition used, must be less than the temperature at which crystallization occurs, in order to produce amorphous magnetic materials in accordance with the invention.

• Påvirkningsfrembragt anisotropi kan også anvendes til tilvejebringelse af de foreliggende magnetiske materialer. Denne type anisotropi kan anvendes sammen med de øvrige metoder, såsom parordning, etc., til opnåelse af anisotropi, eller den kan anvendes alene. Til påvirkningsfrembragt anisotropi vælges underlaget i tilslutning til den afsatte films magnetostriktion således, at der tilvejebringes anisotropi i den amorfe film. Nærmere betegnet bliver filmen, hvis den afsættes ved en fra stuetemperatur afvigende temperatur, og filmen og underlaget har forskellige varmeudvidelseskoefficienter, genstand for en vis påvirkning ved stuetemperatur.Exposed anisotropy can also be used to provide the available magnetic materials. This type of anisotropy can be used with the other methods, such as pairing, etc., to obtain anisotropy, or it can be used alone. For impact-generated anisotropy, the substrate is selected in connection with the magnetostriction of the deposited film so as to provide anisotropy in the amorphous film. More specifically, if the film is deposited at a temperature deviating from room temperature, and the film and the substrate have different coefficients of thermal expansion, they are subject to a certain influence at room temperature.

22 14415322 144153

Som tidligere nævnt kan mange forskellige underlag komme på tale. Da der ikke foreligger nogen begrænsninger, hvad angår krystallografisk tilpasning ved fremstillingen af amorfe film, kan underlaget vælges helt frit. Disse underlag kan bestå af vilkårlige kendte materialer, såsom metaller og isolatorer samt endog halvledere. Der kan også anvendes ikke-stive underlag, f.eks. plastmaterialer.As previously mentioned, many different substrates can be considered. Since there are no restrictions on crystallographic adaptation in the production of amorphous films, the substrate can be chosen completely freely. These substrates can consist of any known materials, such as metals and insulators, as well as semiconductors. Non-rigid substrates can also be used, e.g. plastic materials.

Film med i-plan-anisotropi kan ændres til film med vinkelret anisotropi ved hærdning. Eksempelvis bevirker en hærdning af Gd-Co-film ved ca. 300-400°C en ændring af en i-plan-anisotropi til en retvinklet anisotropi. Ved voksende tykkelse sker der naturligvis en forøgelse af sandsynligheden for vinkelret anisotropi. Eksempelvis har Gd-Co-film med en tykkelse på mindst 2000Å således normalt vinkelret anisotropi.Films with in-plane anisotropy can be changed to films with perpendicular anisotropy by curing. For example, a curing of Gd-Co films at approx. 300-400 ° C a change from an in-plane anisotropy to a right-angled anisotropy. With increasing thickness, there is, of course, an increase in the probability of perpendicular anisotropy. Thus, for example, Gd-Co films with a thickness of at least 2000 Å usually have perpendicular anisotropy.

De amorfe, magnetiske materialer ifølge opfindelsen kan benyttes til mange forskellige anvendelser, f.eks. i bobledomæneap-parater, stråleaddresserbare arkiver, lysmodulatorer, permanente magneter og registreringsmedier på bånd og plader. Hver af disse anvendelser omtales i det følgende sammen med tilhørende parametre af interesse.The amorphous magnetic materials according to the invention can be used for many different applications, e.g. in bubble domain monitors, beam addressable archives, light modulators, permanent magnets and recording media on tapes and plates. Each of these uses is discussed below along with associated parameters of interest.

BobledomæneapparatBubble domain device

Ved magnetbobledomæneapparater er det vigtigt, at størrelsen 4TTm er lille, og at materialet har en uniaksial, vinkelret s 3 anisotropi. Endvidere bør kvalitetsfaktoren eller godhedstallet Q = Η /4ΤΓμ være større end 1, hvor H& er uniaksialanisotropimag-netfeltet, og Mg er materialets mætningsmagnetisering. Endvidere skal koercitivkraften Hc for materialet være lille med henblik på at lette bobledomænernes bevægelse, kernedannelse og sammenbrydning inden for det amorfe, magnetiske materiale. Da godhedstallet Q bør være større end 1 for at tilvejebringe stabile bobledomæner, anvendes i almindelighed arrangementer med lav magnetisering, da det er vanskeligt at tilvejebringe meget store inducerede anisotropifel-ter Η . I ferromagnetiske arrangementer er det muligt at formindske magnetiseringen Mg ved fortynding med et umagnetisk grundstof, men da den magnetiske curie-temperatur følger magnetiseringen, kan der kun opnås tilstrækkeligt små 4^Ms-værdier i legeringer med ar-bejdstemperaturer i nærheden af curie-temperaturen.In the case of magnetic bubble domain devices, it is important that the size 4TTm is small and that the material has a uniaxial, perpendicular s 3 anisotropy. Furthermore, the quality factor or the goodness number Q = Η / 4ΤΓμ should be greater than 1, where H & is the uniaxial anisotropy magnetic field and Mg is the saturation magnetization of the material. Furthermore, the coercive force Hc of the material must be small in order to facilitate the movement, nucleation and collapse of the bubble domains within the amorphous magnetic material. Since the goodness number Q should be greater than 1 to provide stable bubble domains, low magnetization arrangements are generally used, as it is difficult to provide very large induced anisotropy fields Η. In ferromagnetic arrangements it is possible to reduce the magnetization Mg by dilution with a non-magnetic element, but since the magnetic curie temperature follows the magnetization, only small 4 ^ Ms values can be obtained in alloys with working temperatures close to the curie temperature. .

23 14615323 146153

Lave magnetiske momenter med høje ordningstemperaturer, så at de amorfe materialer bliver velegnede til apparater, som arbejder ved stuetemperatur, opnås i et ferrimagnetisk arrangement, der indeholder to eller flere typer magnetatomer med modsatte spin. Denne type ordning opnås i amorfe legeringer af sjældne jordarter, først og fremmest metaller, ved tilstandsovergange. Der kan tilvejebringes amorfe legeringer af sjældne jordarter, f.eks. Gd Co , med passende x y sammensætning, ved hvilke atommomenterne i den sjældne jordart og metalgrundstof næsten ophæver hinanden, hvilket fører til et materiale med passende lille 4'lj’M -værdi. Et velegnet eksempel er Gd-Co-lege-ringer med 70-90% Co og amorfe Gd-Fe-legeringer med 70-90% Fe. Ved tyndfilmformen frembringes anisotropien enten ved påvirkning, parordning eller formanisotropi.Low magnetic moments with high system temperatures, so that the amorphous materials become suitable for devices working at room temperature, are obtained in a ferrimagnetic arrangement containing two or more types of magnet atoms with opposite spins. This type of scheme is achieved in amorphous alloys of rare earths, primarily metals, at state transitions. Amorphous alloys of rare earths can be provided, e.g. Gd Co, with suitable x y composition, at which the atomic moments in the rare earth and metal element almost cancel each other out, leading to a material with suitably small 4'lj'M value. A suitable example are Gd-Co alloys with 70-90% Co and amorphous Gd-Fe alloys with 70-90% Fe. In the thin film form, the anisotropy is produced either by influence, pairing or formanisotropy.

Som tidligere nævnt kræves der normalt lille koercitiv-kraft Hc for bobledomænematerialer. I overensstemmelse hermed bør bobledomænegrænsebredden£ have en sådan størrelse, at der i gennemsnit optræder samme middelpotential overalt inden for det amorfe materiale. Størrelsen 6 bør være omtrent lig med eller noget større end den type atomordning, som optræder i det amorfe materiale. Hvis lokale fluktuationer, såsom faseadskillelser, kornstørrelser, etc., i det amorfe materiale er mindre end grænsebredden S, er virkningen heraf på domænegrænsebevægelsen ubetydelig. Endvidere er mikrokrystaller af størrelsesordnen 25-100Å ikke nødvendigvis skadelige for domænebevægelsen. Indtil kornstørrelsen af det amorfe materiale når grænsebredden S, er koer-citivkraften Hc lille.As previously mentioned, small coercive force Hc is usually required for bubble domain materials. Accordingly, the bubble domain boundary width £ should be such that on average the same mean potential occurs throughout the amorphous material. The size 6 should be approximately equal to or slightly larger than the type of atomic arrangement that occurs in the amorphous material. If local fluctuations, such as phase separations, grain sizes, etc., in the amorphous material are less than the boundary width S, their effect on the domain boundary movement is negligible. Furthermore, microcrystals of the order of 25-100Å are not necessarily harmful to the domain movement. Until the grain size of the amorphous material reaches the limit width S, the coercive force Hc is small.

Domænegrænsebredden <f følger curie-temperaturen , da udvekslingskonstanten A følger Tc (Scf^A) . Hvis der ønskes store domænegrænsebredder, er det følgelig nødvendigt at tilvejebringe store udvekslingskonstanter. Imidlertid bør grænsebredden $ ikke være alt for stor, da anisotropien forøges, hvilket har en ugunstig indvirkning på bevægeligheden. Ved amorfe bobledomænematerialer er det normalt ønskeligt at tilvejebringe en lav grænseenergi cf, hvilket medfører, at der bør anvendes materialer med w lave curie-punkter Tc. Som påpeget tidligere kan amorfe, magnetiske materialer let legeres med henblik på ændring af T . Begrænsningerne vedrørende curie-temperaturen Tc for amorfe bobledomænematerialer er i hovedsagen de samme som for krystallinske bobledomænematerialer. Det er imidlertid mere simpelt at styre curie-temperaturen Tc i et amorft, magnetisk materiale end i et 24 144153 krystallinsk materiale.The domain boundary width <f follows the curie temperature, as the exchange constant A follows Tc (Scf ^ A). Consequently, if large domain boundaries are desired, it is necessary to provide large exchange constants. However, the limit width $ should not be too large as the anisotropy increases, which has an adverse effect on mobility. In the case of amorphous bubble domain materials, it is usually desirable to provide a low cut-off energy cf, which means that materials with w low curie points Tc should be used. As pointed out earlier, amorphous magnetic materials can be easily alloyed to alter T. The limitations regarding the curie temperature Tc for amorphous bubble domain materials are essentially the same as for crystalline bubble domain materials. However, it is simpler to control the curie temperature Tc in an amorphous magnetic material than in a crystalline material.

Udvælgelsen af underlaget sker frit, når der anvendes amorfe magnetbobledomænematerialer. Velegnede underlag omfatter halvledere, isolatorer og metaller, f.eks. NaCl, glasmaterialer,The substrate selection is free when using amorphous magnetic bubble domain materials. Suitable substrates include semiconductors, insulators and metals, e.g. NaCl, glass materials,

Si02, Si, Ge, GaAs, og Α1203· En særlig velegnet amorf, magnetisk film består af GdCo^, som elektrodeforstøves på et NaCl-underlag.SiO2, Si, Ge, GaAs, and Α1203 · A particularly suitable amorphous magnetic film consists of GdCo2, which is electrode atomized on a NaCl substrate.

Denne elektrodeforstøvning har været udført fra et bueformningsmål af Gd-Co^, hvor underlaget blev vandkølet til ca. 20°C og havde en galliumbelægning for at sikre termisk kontakt med køleblokken. Der blev iagttaget serpentindomæner ved elektronmikroskopi i en film med en tykkelse på ca. 750Å. Tilstedeværelsen af ferrimagnetisk ordning blev bekræftet ved opvarmning af prøven til kompensationspunktet for at forstyrre Gd-ordningen, ved hvilket punkt der blev iagttaget i-plan-domæner. Vinkelrette domæner blev genoprettet ved afkøling til stuetemperatur. Elektrondiffraktionsmønsteret var typisk for et amorft materiale. Disse magnetiske serpentindomæner med retvinklet magnetisering kunne iagttages i den fritstående film, som var fjernet fra NaCl-underlaget, hvilket indikerer, at an-isotropien ikke var påvirkningsfrembragt, men formentlig var af parordningstypen.This electrode atomization has been performed from an arc forming measure of Gd-Co 2, where the substrate was water cooled to approx. 20 ° C and had a gallium coating to ensure thermal contact with the cooling block. Serpentine domains were observed by electron microscopy in a film with a thickness of approx. 750Å. The presence of ferrimagnetic scheme was confirmed by heating the sample to the compensation point to interfere with the Gd scheme at which point in-plane domains were observed. Perpendicular domains were restored by cooling to room temperature. The electron diffraction pattern was typical of an amorphous material. These right-angled magnetic serpentine domains could be observed in the free-standing film removed from the NaCl substrate, indicating that the anisotropy was not impact generated but was probably of the pairing type.

Film med en tykkelse på ca. 1 mikron blev afsat ved et særskilt forløb, men under samme fremstillingsforhold, på et underlag af NaCl, Si02 og Al203· Disse film viste også serpentindomæner, når de blev iagttaget ved hjælp af Bitter-mønstre og ved hjælp af Kerr-effekten. Et vinkelret magnetfelt på nogle hundrede ørsted var tilstrækkeligt til at bringe serpentindomænerne til at bryde sammen til runde domæner. Ved bevægelse af det ydre magnetiske felt er det muligt at flytte domænerne i den amorfe, magnetiske film. Dette domænemønster ligner det, der iagttages i nøjagtigt fremstillede granatfilm, hvilket tyder på, at det amorfe materiale savner lokale inhomogeniteter, der er tilstrækkelige til at forårsage lokal fastholdelse af domænerne. Naturligvis er dette en fordel ved amorfe materialer, hvor der ikke optræder krystalstrukturfejl. Magnetbobledomæner og deres bevægelse begrænses ikke af denne type fejl.Film with a thickness of approx. 1 micron was deposited at a separate course, but under the same manufacturing conditions, on a support of NaCl, SiO 2 and Al 2 O 3 · These films also showed serpentine domains when observed by Bitter patterns and by the Kerr effect. A perpendicular magnetic field of a few hundred earlobes was sufficient to cause the serpentine domains to collapse into round domains. By moving the outer magnetic field, it is possible to move the domains in the amorphous magnetic film. This domain pattern is similar to that observed in accurately made garnet films, suggesting that the amorphous material lacks local inhomogeneities sufficient to cause local retention of the domains. Of course, this is an advantage for amorphous materials where no crystal structure defects occur. Magnetic bubble domains and their motion are not limited by this type of error.

Fig. 9 viser et magnetbobledomæneapparat, hvori et amorft, magnetisk materiale 10 er anvendt som det medium, der fremmer magnetbobledomæner heri. Fig. 10 viser et diagram for en del af kredsløbet i afkoderne i fig. 9. Den i fig. 9 og 10 viste udførelsesform har blot til formål at illustrere et bobledomænearrangement, 25 144153 hvori det foreliggende amorfe, magnetiske materiale kan udnyttes, og selve apparatet er derfor ikke beskrevet detaljeret. I det følgende er der givet en kortfattet forklaring af dette bobledomæne-apparat, hvori der er anvendt et amorft materiale som magnetisk medium 10.FIG. 9 shows a magnetic bubble domain apparatus in which an amorphous magnetic material 10 is used as the medium promoting magnetic bubble domains therein. FIG. 10 is a diagram of a portion of the circuit of the decoders of FIG. 9. The device shown in FIG. 9 and 10 are merely intended to illustrate a bubble domain arrangement, in which the present amorphous magnetic material may be utilized, and the apparatus itself is therefore not described in detail. In the following, a brief explanation of this bubble domain apparatus is given, in which an amorphous material is used as the magnetic medium 10.

I fig. 9 er der vist et blokdiagram for et lagerapparat, hvori der udnyttes cylindriske, magnetiske domæner eller bobledomæner, hvilket apparat bevirker skrivning, oplagring, afkodning, tømning og afføling. Det amorfe, magnetiske ark 10 består af en af de ovenfor nævnte sammensætninger. Et passende eksempel er en amorf Gd-Co-legering eller en amorf Gd-Fe-legering. De egenskaber ved den amorfe film, der kræves til anvendelse i et bobledo-mæneapparat, er allerede omtalt. Arket 10 har et forspændingsfelt H_ vinkelret på sit plan for at bevare diameteren af de cylindriske magnetdomæner i magnetarket 10. Forspændingsfeltet Hz tilvejebringes af en forspændingsfeltkilde 12, som kan bestå af en ydre spole. Hvis det ønskes, kan forspændingsfeltet tilvejebringes af et permanent magnetisk lag eller af et andet magnetisk ark, der er udvekslingskoblet til magnetarket 10.In FIG. 9 shows a block diagram of a storage device in which cylindrical, magnetic domains or bubble domains are utilized, which device causes writing, storage, decoding, emptying and sensing. The amorphous magnetic sheet 10 consists of one of the above compositions. A suitable example is an amorphous Gd-Co alloy or an amorphous Gd-Fe alloy. The properties of the amorphous film required for use in a bubbledo detector have already been discussed. The sheet 10 has a bias field H_ perpendicular to its plane to preserve the diameter of the cylindrical magnetic domains in the magnetic sheet 10. The bias field Hz is provided by a bias field source 12, which may consist of an outer coil. If desired, the bias field can be provided by a permanent magnetic layer or by another magnetic sheet which is exchange coupled to the magnetic sheet 10.

Når der skal flyttes domæner ved hjælp af tiltrækkende magnetpoler, som er dannet af bløde magnetiske organer, der er anbragt i nærheden af magnetarket 10, tilvejebringes der et forplantningsfelt H af en forplantningsfeltkilde 14. Forplantningsfeltet H er et omorienteringsmagnetfelt i det magnetiske ark 10's plan, hvilket felt frembringer tiltrækkende og frastødende raagnetpoler langs de bløde magnetiske organer, som findes i nærheden af magnetarket 10. Forplantningsfeltkilden 14 består af ydre spoler, der er anbragt omkring magnetarket 10, og som skiftevis forsynes med impulser for at tilvejebringe et magnetfelt i en vilkårlig, ønsket retning. I fig. 9 er forplantningsfeltet H et roterende magnetisk felt, som kan rettes i en vilkårlig af retningerne 1, 2, 3 og 4.When domains are to be moved by means of attractive magnetic poles formed by soft magnetic means located near the magnetic sheet 10, a propagation field H is provided by a propagation field source 14. The propagation field H is a reorientation magnetic field in the plane of the magnetic sheet 10. which field produces attractive and repulsive magnetic poles along the soft magnetic means located near the magnetic sheet 10. The propagation field source 14 consists of outer coils arranged around the magnetic sheet 10 and which are alternately provided with pulses to provide a magnetic field in an arbitrary, desired direction. In FIG. 9, the propagation field H is a rotating magnetic field which can be directed in any of the directions 1, 2, 3 and 4.

Selv om bobledomæneforholdene beskrives specielt under henvisning til et forplantningsmiddel, som indbefatter bløde magnetiske organer, er det underforstået, at der lige så vel kan anvendes andre forplantningsmidler, f.eks. ledningssløjfer. Forspændingsf el tkilden 12 og forplantningsfeltkilden 14 aktiveres af et feltstyrekredsløb 16, som afgiver strøm til kilderne 12 og 14 med henblik på tilvejebringelse af forspændingsfeltet Hz og forplantningsfeltet H.Although the bubble domain conditions are described specifically with reference to a propagating agent which includes soft magnetic means, it is to be understood that other propagating agents may just as well be used, e.g. wire loops. The bias field source 12 and the propagation field source 14 are activated by a field control circuit 16 which supplies current to the sources 12 and 14 for providing the bias field Hz and the propagation field H.

26 14415326 144153

NN

Domænerne bevæger sig i lukkede baner i hvert af de 2 skifteregistre. Domænerne er repræsentative for binær information, idet tilstedeværelsen af et domæne indikerer en binær 1-værdi, mens fraværelsen af et domæne indikerer en binær O-værdi. TilThe domains move in closed lanes in each of the 2 shift registers. The domains are representative of binary information, with the presence of a domain indicating a binary 1 value, while the absence of a domain indicates a binary O value. To

NN

hvert skifteregister 1, 2,...., 2 hører der en domænegenerator 18-1, 18-2,...18-2N. Disse generatorer indskriver information i skifteregistrene i overensstemmelse med indgangssignaler, som le-each shift register 1, 2, ...., 2 there is a domain generator 18-1, 18-2, ... 18-2N. These generators enter information in the shift registers in accordance with input signals provided by

d Nd N

veres fra skriveimpulskilder 20 pa ledninger Wl, W2,...W2 .veres from write impulse sources 20 on lines W1, W2, ... W2.

Hvis det ønskes, kan der anvendes en skriveafkoder sammen med domænegeneratorerne 18-1 etc. med henblik på indføring af information i udvalgte skifteregistre.If desired, a write decoder can be used together with the domain generators 18-1 etc. for the purpose of entering information in selected shift registers.

Til skifteregistrene hører der en læseafkoder 22. Læse-afkoderen modtager 2N indgangssignaler, der afgives fra en af-koderimpulskilde 24. I afhængighed af de indgangssignaler, der afgives til læseafkoderen 22, kan et hvilket som helst eller samtlige 21^ skifteregistre udvælges til informationsudlæsning.The shift registers include a read decoder 22. The read decoder receives 2N input signals output from a decoder pulse source 24. Depending on the input signals output to the read decoder 22, any or all of the 211 shift registers may be selected for information reading.

Efter udvælgelse ved hjælp af læserafkoderen 22, passerer informationen i det udvalgte register gennem et tømningsmiddel 26, der aktiveres af en kilde 28. Kilden 28, afkoderimpulskilden 24 og skriveimpulskilderne 20 styres selektivt af et styrekredsløb 30, som afgiver indgangssignaler til hver af disse kilder for at aktivere dem til et korrekt tidspunkt. Tømningsmidlet 26 sender domænerne i det udvalgte skifteregister til den ene af to baner i afhængighed af, hvorvidt informationen skal udlæses destruktivt eller ikke-destruktivt. Hvis der skal anvendes destruktiv udlæsning, føres domænerne i det udvalgte register direkte til detektoren 32, som kan være et magnetoresistivt affølingselement, en induktiv sløjfe, et magnetooptisk affølingsorgan eller et vilkårligt andet detekteringsorgan. Til detektoren hører et domæneforstyrrelsesorgan, som bevirker et sammenbrud af domænerne. Udgangssignalet fra detektoren 32 forløber til et udnyttelsesorgan 34, som kan udgøres af et vilkårligt ydre kredsløb, som udnytter den binære information, der findes i det udvalgte skifteregister.After selection by the reader decoder 22, the information in the selected register passes through an emptying means 26 activated by a source 28. The source 28, the decoder pulse source 24 and the write pulse sources 20 are selectively controlled by a control circuit 30 which outputs input signals to each of these sources. to activate them at a correct time. The emptying means 26 sends the domains in the selected shift register to one of two lanes depending on whether the information is to be read out destructively or non-destructively. If destructive readout is to be used, the domains in the selected register are fed directly to the detector 32, which may be a magnetoresistive sensing element, an inductive loop, a magneto-optical sensing means or any other detecting means. The detector includes a domain interfering means which causes the domains to collapse. The output signal from the detector 32 proceeds to an utilization means 34, which may be constituted by any external circuit which utilizes the binary information contained in the selected shift register.

Hvis der skal ske en ikke-destruktiv udlæsning, vil tømningsmidlet 26 føre domænerne fra et udvalgt register til et domæneopspaltningsorgan 36-1, 36-2,....36-2^. Opspaltningsorganet opdeler indgangsdomænerne i to dele, hvoraf den ene føres til detektoren 32 til destruktiv udlæsning, mens den anden føres tilbage til det udvalgte skifteregister med henblik på fortsat cirkulation i denne skifteregistersløjfe. Fig. 9 viser for letheds 27 UA153 skyld skifteregistrene, læse/skriveafkoderen 22 og tømningsmidlet 26 som særskilte komponenter, men det forstås, at afkoderen, som har et tømningsmiddel, er integreret i skifteregistrene. Følgelig repræsenterer ledningerne 46 og 44 skifteregistersløjferne 1, 2,...If a non-destructive readout is to occur, the emptying means 26 will carry the domains from a selected register to a domain splitter 36-1, 36-2, .... 36-2 ^. The splitting means divides the input domains into two parts, one of which is fed to the detector 32 for destructive readout, while the other is returned to the selected shift register for continued circulation in this shift register loop. FIG. 9 shows, for convenience 27 UA153, the shift registers, the read / write decoder 22 and the emptying means 26 as separate components, but it is understood that the decoder, which has an emptying means, is integrated in the shift registers. Accordingly, lines 46 and 44 represent the shift register loops 1, 2, ...

2^, der skæres af afkoderen 22, som indbefatter tømningsmidlet 26.2, cut by the decoder 22, which includes the emptying means 26.

Blokdiagrammet i fig. 9 viser et fuldstændigt lagerarrangement af cylinderdomænetypen, hvor informationen selektivt NThe block diagram in FIG. 9 shows a complete storage arrangement of the cylinder domain type, where the information selectively N

indskrives i 2 skifteregistre med henblik på oplagring. Informationsindholdet i skifteregistrene kan selektivt adresseres ved hjælp af indgangssignaler til læseafkoderen 22. I afhængighed af aktiveringen af tømningsmidlet 26 bliver domæner i udvalgte registre destruktivt eller ikke-destruktivt udlæst. Hvis der indikeres destruktiv udlæsning af tømningsmidlet, bliver domænerne i det udvalgte register destruktivt udlæst af en detektor 32. Ved destruktiv udlæsning aktiverer et styrekredsløb 30 skriveimpuls-entered in 2 probate registers for storage purposes. The information content of the shift registers can be selectively addressed by means of input signals to the read decoder 22. Depending on the activation of the emptying means 26, domains in selected registers are read out destructively or non-destructively. If destructive readout of the emptying agent is indicated, the domains in the selected register are destructively read out by a detector 32. Upon destructive readout, a control circuit 30 activates write write pulse.

Vf kilden 20, som igen aktiverer domænegeneratorer 18-1, 18-2,..., 18-2 hørende til det register, som bliver destruktivt udlæst. Der indskrives således ny information i det destruktivt udlæste skifteregister .Vf source 20, which in turn activates domain generators 18-1, 18-2, ..., 18-2 belonging to the register which is being destructively read out. Thus, new information is entered in the destructively read shift register.

Hvis tømningsmidlet indikerer, at informationen skal udlæses ikke-destruktivt fra det udvalgte skifteregister, føres domænerne fra dette skifteregister til et domæneopspaltningsorgan, hvor de opdeles i to nye domæner. Det ene af de nye domæner føres til detektoren 32 med henblik på destruktiv udlæsning, mens det andet føres tilbage til det udvalgte skifteregister med henblik på fortsat cirkulation i dette skifteregister.If the emptying means indicates that the information is to be read out non-destructively from the selected probate register, the domains from this probate register are transferred to a domain splitting body, where they are divided into two new domains. One of the new domains is fed to the detector 32 for destructive readout, while the other is returned to the selected shift register for continued circulation in this shift register.

Udvælgelsen af et af skifteregistrene eller samtlige skifteregistre til destruktiv eller ikke-destruktiv udlæsning er mulig i overensstemmelse med de binære indgangssignaler, som føres til læseafkoderen. I fig. 10 er der vist en del af et skifteregister SR14 til illustration af afkodnings- og tømningsfunktionerne. Magnetarket er ikke vist.The selection of one or all of the shift registers for destructive or non-destructive readout is possible in accordance with the binary input signals which are fed to the read decoder. In FIG. 10, a part of a shift register SR14 is shown to illustrate the decoding and emptying functions. The magnetic sheet is not shown.

Domæner, f.eks. 53, bevæger sig mod højre i retning af pilen 46 i dette skifteregister S14. Det forstås, at størstedelen af denne skifteregistersløjfe ikke er vist, og at sløjfen strækker sig længere mod venstre for at kunne indbefatte afkodningssløjferne D1-D2', se fig. 9, og for at give tilstrækkelig oplagringsplads. I overensstemmelse med velkendte principper frembringer forplantningsfeltets rotation tiltrækkende poler i T-formede og Ι-formede per-malloyorgan 54 med henblik på flytning af domænerne i retning 144153 28 af pilen 46. På magnetarket 10 og over de udvalgte permalloyorganer 54 er der afsat ledere, som udnyttes til afkodersløjferne D3, D3', D4 og D4'. På magnetarket 10 og på passende permalloyorganer 54 er endvidere tømningssløjfen SL afsat, hvilken sløjfe også udgøres af en ledersløjfe, f.eks. af kobber. Heraf fremgår det, at afkodningssløjferne D3 og 041 har bredere partier inden for de områder, hvor de skærer de T-formede organer i banen 46, mens afkodningssløjferne Ds' og D4 ikke har bredere partier, der hvor disse passerer T-orga-nerne i banen 46. Dette medfører, at strømme i afkodersløjferne D3' og D4 ikke-påvirker domænernes passage langs banen 46.Domains, e.g. 53, moves to the right in the direction of the arrow 46 in this shift register S14. It is understood that the majority of this shift register loop is not shown and that the loop extends further to the left to be able to include the decoding loops D1-D2 ', see fig. 9, and to provide sufficient storage space. In accordance with well known principles, the rotation of the propagation field produces attractive poles in T-shaped and Ι-shaped per-malloy means 54 for moving the domains in the direction 144153 28 of the arrow 46. On the magnetic sheet 10 and above the selected permalloy means 54, conductors are deposited, which is utilized for the decoder loops D3, D3 ', D4 and D4'. Furthermore, on the magnetic sheet 10 and on suitable permalloy means 54, the emptying loop SL is deposited, which loop is also constituted by a conductor loop, e.g. of copper. It can be seen that the decoding loops D3 and 041 have wider portions within the areas where they intersect the T-shaped members in the path 46, while the decoding loops Ds' and D4 do not have wider portions where they pass the T-members in path 46. This causes currents in the decoder loops D3 'and D4 not to affect the passage of the domains along path 46.

På magnetarket 10 er der endvidere afsat et parmalloy-domaaie-opspaltningsorgan 36-14, som i dette tilfælde indbefatter et øvre per-malloylag og et nedre permalloylag, som er vist med punkterede linier.Also deposited on the magnetic sheet 10 is a parmalloy domain splitting means 36-14, which in this case includes an upper permalloy layer and a lower permalloy layer, which are shown in dotted lines.

Ved anvendelse af binære indgangssignaler 10100110 til afkoderindgangene Dl, Dl'..., D4' til selektiv udlæsning af dette skifteregister optræder der ingen strøm i afkodersløjferne Dj3 og D4*. Som tidligere nævnt udøver strømme i afkodersløjferne D3* og D4 ingen påvirkning af skifteregisteret 14's funktion. Følgelig forplantes domænerne 53 i pilen 46's retning til polposition 2 for T-organet 56. Herefter vil domænet 53 enten følge den vej, der er angivet ved pilen 38, eller den vej, som repræsenteres af pilen 40. Hvis tømningssløjfen CL aktiveres af en strømpuls, vil der ikke blive frembragt nogen tiltrækkende magnetpol ved polposition 3' for organet 56. Domæner, som er beliggende ved polposition 2 for organet 56, vil derfor blive tiltrukket opad til polposition 4 for organet 56, når forplantningsfeltet H har retningen 4. Herefter vil domænerne bevæge sig til polposition 1" på T-organet 58, når forplantningsfeltet H har retningen 1. Bevægelsen i retning af pilen 38 fortsætter, efterhånden som H drejes, hvilket fører domænerne til detektoren 32 til destruktiv udlæsning.When using binary input signals 10100110 to the decoder inputs D1, D1 '..., D4' for selective reading of this shift register, no current occurs in the decoder loops Dj3 and D4 *. As previously mentioned, currents in the decoder loops D3 * and D4 do not affect the function of the shift register 14. Accordingly, the domains 53 are propagated in the direction of the arrow 46 to pole position 2 of the T-member 56. Thereafter, the domain 53 will either follow the path indicated by the arrow 38 or the path represented by the arrow 40. If the drain loop CL is activated by a current pulse , no attractive magnetic pole will be generated at pole position 3 'of the member 56. Domains located at pole position 2 of the member 56 will therefore be attracted upward to pole position 4 of the member 56 when the propagation field H has the direction 4. Thereafter, the domains move to pole position 1 "on the T-member 58 when the propagation field H has the direction 1. The movement in the direction of the arrow 38 continues as H is rotated, leading the domains to the detector 32 for destructive readout.

Detektoren 32 er vist i form af en magnetoresistiv detektor i tilslutning til et organ 60. Den magnetoresistive affølingsdetektor 32 består af et magnetoresistivt affølingsorgan 62 og en konstantstrømkilde 64. Affølingsorganet 62's magnetiseringsvektor drejes, når et domæne 53's lækmagnetfelt samvirker hermed.The detector 32 is shown in the form of a magnetoresistive detector adjacent to a means 60. The magnetoresistive sensing detector 32 consists of a magnetoresistive sensing means 62 and a constant current source 64. The magnetizing vector of the sensing means 62 is rotated when a leakage magnetic field of a domain 53 cooperates therewith.

Dette bevirker en modstandsændring i affølingselementet 62, hvilket giver sig udtryk i et spændingssignal v . Organet 60 indbefatter et langstrakt permalloymønster 66, til hvilket domæner 53 bevæger 29 144153 sig efter affølingen, når H drejer til retningen 4, hvorved domænerne 53 bevæger sig til polposition 4 på organet 66. Når H roterer, bevæges domænerne 53 til organet 66's hjørne og indespærres her, selv når H roterer til retningerne 2 og 3, idet polposition 3 ligger langt borte fra organet 66's hjørne. Når H befinder sig i positionen 3, bliver det lokaliserede felt ved hjørnet frastødende, og domænerne bryder sammen.This causes a change in resistance in the sensing element 62, which is expressed in a voltage signal v. The means 60 includes an elongate permalloy pattern 66 to which domains 53 move after sensing as H rotates to the direction 4, whereby the domains 53 move to pole position 4 on the means 66. As H rotates, the domains 53 move to the corner of the means 66 and is trapped here, even when H rotates to the directions 2 and 3, the pole position 3 being far away from the corner of the member 66. When H is in position 3, the located field at the corner becomes repulsive and the domains collapse.

Hvis der ikke optræder nogen strømimpuls i tømningssløjfen CL, når domænerne 53 befinder sig ved elementet 56's polposition 2, vil disse domæner bevæge sig langs den bane, der indikeres af pilen 40, når forplantningsfeltet H drejer. Domænerne føres således til domæneopspaltningsorganet 36-14. Som tidligere nævnt indbefatter dette opspaltningsorgan et øvre permalloylag, der er vist ved de fuldt optrukne T- og I-organer, og et nedre permalloylag, som er indikeret ved punkterede organer. Under indvirkningen fra det drejende forplantningsfelt H opdeles de domæner 53, der kommer ind i opspaltningsorganet 36-14, i to dele. Den ene del bevæger sig mod detektoren 32 via det nedre lag og følger tiltrækkende poler a-b-c i retning af pilen 42. Herefter følger disse domæner banen 38 til detektoren.If no current pulse occurs in the drain loop CL when the domains 53 are at the pole position 2 of the element 56, these domains will move along the path indicated by the arrow 40 when the propagation field H rotates. The domains are thus passed to the domain splitter 36-14. As previously mentioned, this cleavage means includes an upper permalloyl layer shown by the solid T and I members and a lower permalloyl layer indicated by punctured means. Under the influence of the rotating propagation field H, the domains 53 entering the splitting means 36-14 are divided into two parts. One part moves towards the detector 32 via the lower layer and follows attractive poles a-b-c in the direction of the arrow 42. Thereafter, these domains follow the path 38 to the detector.

Den anden del af de opspaltede domæner føres til på hinanden følgende polpositioner a'-b'-c' på organet 68, når forplantningsfeltet H drejer. Disse domæner følger den bane, som indikeres af pile 44, med henblik på recirkulation til skifteregisteret 14.The second part of the split domains is fed to successive pole positions a'-b'-c 'on the member 68 when the propagation field H rotates. These domains follow the path indicated by arrows 44 for recirculation to the shift register 14.

Følgelig tilvejebringer dette bobledomæneapparat oplagringsfunktioner og logiske funktioner på et enkelt ark af amorft, magnetisk materiale. De forskellige komponenter, der kan anvendes i tidligere kendte bobledomænematerialer, kan også anvendes i det foreliggende tilfælde. I det foreliggende tilfælde er de amorfe, magnetiske materialer lette at fremstille på enhver type underlag, og de kan tildannes med udvalgte tykkelser og sidedimensioner.Accordingly, this bubble domain apparatus provides storage functions and logic functions on a single sheet of amorphous magnetic material. The various components that can be used in prior art bubble domain materials can also be used in the present case. In the present case, the amorphous magnetic materials are easy to manufacture on any type of substrate and can be formed with selected thicknesses and side dimensions.

Selv om der er vist permalloymønstre til forplantning af domænerne, forstås det, at der også kan anvendes ledningssløj-femønstre eller kilemønstre. Endvidere kan skrive- og affølingsorganerne varieres, uden at dette falder uden for opfindelsens rammer.Although permalloy patterns are shown for propagation of the domains, it is understood that wire loop femoral patterns or wedge patterns may also be used. Furthermore, the writing and sensing means can be varied without this falling outside the scope of the invention.

30 1U15330 1U153

LysmodulationLight modulation

Da de amorfe, magnetiske materialer ifølge opfindelsen fremmer magnetiske domæner, er det muligt at tilvejebringe en lys-modulator, som modulerer intensiteten af en indgangslysstråle. I det foreliggende tilfælde er det ønskeligt at tilvejebringe et højt magnetisk moment en lille koercitivkraft Hc, en høj curie-temperatur Tc samt et anisotropifelt Ha, som bør være større end det magnetiske moment 4 M. Dette kan på hensigtsmæssig måde opfyldes i sådanne amorfe materialer som Y-Co, La-Co, Ce-Co, Nd-Co, og Pr-Co.Since the amorphous magnetic materials of the invention promote magnetic domains, it is possible to provide a light modulator which modulates the intensity of an input light beam. In the present case, it is desirable to provide a high magnetic moment a small coercive force Hc, a high curie temperature Tc as well as an anisotropy field Ha, which should be larger than the magnetic moment 4 M. This can be conveniently fulfilled in such amorphous materials. such as Y-Co, La-Co, Ce-Co, Nd-Co, and Pr-Co.

Da magnetiseringen af magnetiske domæner i ark af amorft, magnetisk materiale enten ligger parallelt med eller antiparallelt med indgangslysstrålens retning, vil lysstrålen påvirkes for-skelligt i afhængighed af magnetiseringsretningen i det område af det magnetiske ark, som træffes af strålen. Med indgangspolariseret lys bliver polarisationens drejning forskellig i afhængighed af magnetiseringsretningen af disse domæner, og intensiteten af den lysstråle, som passerer gennem det amorfe, magnetiske materiale, kan derfor ændres ved variation af retningen af domænernes magnetisering.Since the magnetization of magnetic domains in sheets of amorphous magnetic material is either parallel to or antiparallel to the direction of the input light beam, the light beam will be affected differently depending on the direction of magnetization in the area of the magnetic sheet struck by the beam. With input polarized light, the rotation of the polarization becomes different depending on the direction of magnetization of these domains, and the intensity of the light beam passing through the amorphous magnetic material can therefore be changed by varying the direction of magnetization of the domains.

Pig. 11 viser en lysmodulator, hvori en laser 70 frembringer en lysstråle, der passerer et polariseringsorgan 72, inden den træffer det amorfe, magnetiske materiale 74. I nærheden af filmen 74 findes der et domæneforplantningsmiddel, der som helhed er betegnet med 76. I dette tilfælde indbefatter forplantningsmidlet 76 T- og I-formede organer, som tilvejebringer tiltrækkende magnetpoler til bevægelse af et domæne 78 i arket 74 i overensstemmelse med orienteringen af det forplantningsfelt H, der frembringes af forplantningskilden 80. Efter passage gennem det amorfe ark 74 rammer lysstrålen en analysator 82, inden den detekteres af en fotocelle 84.Pig. 11 shows a light modulator in which a laser 70 produces a light beam which passes through a polarizing means 72 before it hits the amorphous magnetic material 74. In the vicinity of the film 74 there is a domain propagating means which is designated as a whole by 76. In this case the propagating means 76 includes T- and I-shaped means which provide attractive magnetic poles for moving a domain 78 in the sheet 74 in accordance with the orientation of the propagating field H generated by the propagating source 80. After passing through the amorphous sheet 74, the light beam strikes an analyzer. 82 before being detected by a photocell 84.

I afhængighed af tilstedeværelsen eller fraværelsen af et domæne 78 på det sted, hvor lysstrålen rammer det amorfe ark 74, vil lysstrålens polarisation blive drejet forskelligt. Ved en bestemt drejning af polarisationen vil lysstrålen være i stand til at passere gennem analysatoren 82 og træffe fotocellen 84, hvilket bevirker en strøm gennem en modstand R. I modsat tilfælde er drejningen af lysstrålens polarisation af en sådan 144153 31 art, at strålen ikke passerer gennem analysatoren 82, og følgelig bliver der ikke detekteret nogen spænding over modstanden R. Der tilvejebringes således en lysmodulator ved hjælp af et passende ark af amorft, magnetisk materiale, indeholdende domæner.Depending on the presence or absence of a domain 78 at the location where the light beam hits the amorphous sheet 74, the polarization of the light beam will be rotated differently. At a certain rotation of the polarization, the light beam will be able to pass through the analyzer 82 and strike the photocell 84, causing a current through a resistor R. Otherwise, the rotation of the light beam polarization is of such a nature that the beam does not pass through the analyzer 82, and consequently no voltage across the resistor R is detected. Thus, a light modulator is provided by means of a suitable sheet of amorphous magnetic material containing domains.

I forbindelse med fig. 11 bemærkes det, at lyset kan bringes til at reflekteres fra det amorfe ark 74 i stedet for at forplantes gennem dette. I begge tilfælde er virkningen den samme, nemlig at lysets polarisation påvirkes forskelligt i afhængighed af magnetiseringsretningen for domænerne på det sted, hvor lysstrålen falder ind.In connection with FIG. 11, it is noted that the light can be caused to be reflected from the amorphous sheet 74 instead of propagating through it. In both cases the effect is the same, namely that the polarization of light is affected differently depending on the direction of magnetization of the domains at the point where the light beam is incident.

Permanent magnetPermanent magnet

De amorfe, magnetiske materialet ifølge opfindelsen kan anvendes som permanente magneter. I dette tilfælde er det ønskeligt, at magneterne har stor koercitivkraft Hc, højt magnetisk moment M og høj curie-temperatur T . Passende sammensætninger er S o Y-Co, som er dopet med oxygen, nitrogen eller carbon.The amorphous magnetic material according to the invention can be used as permanent magnets. In this case, it is desirable that the magnets have high coercive force Hc, high magnetic moment M and high curie temperature T. Suitable compositions are S o Y-Co which are doped with oxygen, nitrogen or carbon.

En særlig hensigtsmæssig udførelsesform for et permanent magnetisk lag, hvortil der anvendes et amorft materiale, er et forspændingsfelt i tilknytning til et magnetisk ark, hvori der optræder bobledomæner. Det magnetiske ark, der fremmer bobledomænerne, kan være et krystallinsk magnetark eller et amorft, magnetisk ark i overensstemmelse med opfindelsen. I modsætning til krystallinske, permanent magnetiske materialer, der er afhængige af krystalegenskaberne for opnåelse af store forspændingsfelter, er de foreliggende amorfe, permanente magneter lette at fremstille med udvalgte egenskaber i overensstemmelse med det ovenfor anførte.A particularly suitable embodiment of a permanent magnetic layer to which an amorphous material is used is a bias field associated with a magnetic sheet in which bubble domains occur. The magnetic sheet promoting the bubble domains may be a crystalline magnetic sheet or an amorphous magnetic sheet in accordance with the invention. In contrast to crystalline, permanent magnetic materials, which depend on the crystal properties to obtain large bias fields, the present amorphous, permanent magnets are easy to manufacture with selected properties in accordance with the above.

Fig. 12 viser anvendelsen af et amorft, permanent magnetisk lag 86, der anvendes til tilvejebringelse af forspænding af et magnetbobledomæneark 88. Der er tilvejebragt en forplantningsfeltkilde 90 og styre/logik-kredsløb 92, som er indrettet til påvirkning af domænerne i bobledomænematerialet 88. Dette materiale kan udgøres af et kendt materiale med granatstruktur, f.eks.FIG. 12 shows the use of an amorphous, permanent magnetic layer 86 used to provide biasing of a magnetic bubble domain sheet 88. A propagation field source 90 and control / logic circuit 92 are provided which are adapted to influence the domains of the bubble domain material 88. This material can be made of a known material with a garnet structure, e.g.

(Eu,Y)3(Ga,Fe)5012, eller et amorft materiale i overensstemmelse med opfindelsen. Ved fremstillingen af den i fig. 12 viste udførelsesform er det ikke kritisk, at krystalegenskaberne bevares, da det amorfe materiale ikke følger de regler, som gælder ved fremstillingen af krystallinske sammensætninger.(Eu, Y) 3 (Ga, Fe) 5012, or an amorphous material according to the invention. In the manufacture of the device shown in FIG. 12, it is not critical that the crystal properties be preserved, since the amorphous material does not follow the rules applicable to the preparation of crystalline compositions.

U4153 32U4153 32

Den generelle struktur, som indbefatter et amorft, magnetisk lag på et underlag af vilkårlig type, er også vist i fig. 12.The general structure, which includes an amorphous magnetic layer on a substrate of any type, is also shown in FIG. 12.

I dette generelle tilfælde kan strukturen finde vilkårlig anvendelse, og laget 86 er et amorft, magnetisk lag i overensstemmelse med opfindelsen. Laget 88 har et vilkårligt passende underlag, f.eks. en halvleder, en isolator eller et metal. Endvidere kan underlaget være fleksibelt eller stift, og der kan findes midler til bevægelse af kombinationen af den amorfe, magnetiske film og underlaget.In this general case, the structure can find any application, and the layer 86 is an amorphous magnetic layer in accordance with the invention. Layer 88 has an arbitrarily suitable substrate, e.g. a semiconductor, an insulator or a metal. Furthermore, the substrate may be flexible or rigid, and means may be provided for moving the combination of the amorphous magnetic film and the substrate.

Regis treringsunderan1ægRegis treringsunderan1æg

Det er muligt at afsætte de foreliggende amorfe, magnetiske materialer som et registreringsmateriale på et underlag, f.eks. en halvleder, en isolator, eller et metal. Underlaget kan udgøres af bånd eller plader. Endvidere kan dette amorfe, magnetiske materiale fremstilles som magnetiske partikler i et bindemiddel, f.eks. et konventionelt bindemiddel af harpikstypen, med henblik på anvendelse på et vilkårligt underlag.It is possible to deposit the present amorphous magnetic materials as a recording material on a substrate, e.g. a semiconductor, an insulator, or a metal. The substrate can be made of tape or sheets. Furthermore, this amorphous magnetic material can be produced as magnetic particles in a binder, e.g. a conventional resin-type binder, for use on any substrate.

Fig. 13 viser et bånd- eller pladeformet optegnelsesmedium 94, der indeholder en amorf, magnetisk film ifølge opfindelsen, hvorover der er anbragt et læse/skrive-hoved 96. Omformeren 96 anvendes til indskrivning af information i magnetiske domæner af båndet eller pladen 94 og til læsning af den heri oplagrede information på velkendt måde. Med henblik herpå sendes de fra optegnelsesmediet 94 læste elektriske signaler til affølings-forstærkeren 98 og derefter til det udnyttende kredsløb 100, som kan udgøres af et vilkårligt kredsløb, der anvendes inden for den konventionelle datateknik.FIG. 13 shows a tape or plate shaped recording medium 94 containing an amorphous magnetic film according to the invention over which a read / write head 96 is placed. The converter 96 is used for writing information into magnetic domains of the tape or plate 94 and for reading. of the information stored therein in a known manner. To this end, the electrical signals read from the recording medium 94 are sent to the sense amplifier 98 and then to the utilizing circuit 100, which may be any circuit used in conventional computer technology.

Anvendelsen af en amorf film i overensstemmelse med fig. 13 har mange fordele. Plade- eller båndunderlagene kan være enten fleksible eller stive. Dette muliggør anvendelsen i alle typer af informationsbehandlingsanlæg. Endvidere er det amorfe materiale let at afsætte på en vilkårlig type underlag på ensartet måde således, at der overalt opnås ensartede magnetiske egenskaber.The use of an amorphous film in accordance with FIG. 13 has many benefits. The plate or strip substrates can be either flexible or rigid. This enables the use in all types of information processing facilities. Furthermore, the amorphous material is easy to deposit on any type of substrate in a uniform manner so that uniform magnetic properties are obtained everywhere.

EksemplerExamples

Amorfe, magnetiske materialer med uniaksial anisotropi er 'blevet fremstillet ved anvendelse af elektrodeforstøvning ved 144153 33 jævnstrøm og højfrekvens, samt ved elektronstrålefordampning.Amorphous magnetic materials with uniaxial anisotropy have been produced by using electrode atomization at direct current and high frequency, as well as by electron beam evaporation.

Generelt set har der været fremstillet film, der udviser amorfe egenskaber, bestemt bl.a. ved elektronstrålediffraktionsteknikken.In general, films have been produced which exhibit amorphous properties, determined i.a. by the electron beam diffraction technique.

Der er tilvejebragt magnetiske anisotropier, som var beliggende parallelt med filmens plan og vinkelret på filmplanet.Magnetic anisotropies are provided which were located parallel to the plane of the film and perpendicular to the film plane.

I. Elektronstrålefordampede filmI. Electron Beam Evaporated Films

Ved denne fremgangsmåde til filmfremstilling tilvejebringes først et polykrystallinsk mål under anvendelse af konventionel teknik. Eksempelvis smeltes små stykker af bestanddele, der skal anvendes i målet, i en inaktiv gasatmosfære, idet der f.eks. kan anvendes argon. Smeltningen sker på en vandkølet kobberesse i en kommercielt til rådighed værende standardlysbueovn. Temperaturen forøges til smeltepunktet for bestanddelene for at tilvejebringe en lysbuesmeltet blok. I almindelighed er dette et polykrystallinsk mål. Laboratoriemæssigt har der været fremstillet en prøve af et mål af lysbuesmeltet GdCo^.In this film-making process, a polycrystalline target is first provided using conventional techniques. For example, small pieces of constituents to be used in the target are melted in an inert gas atmosphere, e.g. argon can be used. The smelting takes place on a water-cooled copper arc in a commercially available standard arc furnace. The temperature is raised to the melting point of the ingredients to provide an arc-melted block. In general, this is a polycrystalline target. In the laboratory, a sample of a measure of the arc melt GdCo2 has been prepared.

Derefter anbringes målet i en ultrahøjvakuumfordamper -9 med et grundtryk på ca. 10 torr. Blokken anbringes på en vandkølet kobberesse og opvarmes ved hjælp af en elektronstråle fra en elektronkanon i fordamperen. Der anvendes accelerationsspændinger på ca. 10 kV sammen med strålestrømme på ca. 100 milliamp.Then the target is placed in an ultra-high vacuum evaporator -9 with a basic pressure of approx. 10 torr. The block is placed on a water-cooled copper bed and heated by means of an electron beam from an electron gun in the evaporator. Acceleration voltages of approx. 10 kV together with radiant currents of approx. 100 milliamp.

De underlag, der anvendes til afsætning af disse film, er vilkårligt udvalgt, og der har med fordel været anvendt underlag af glas, poleret, hærdet kvarts, stensalt og safir. Underlaget afkøles med flydende nitrogen og har en temperatur på ca. 100°K under fordampningen. Afsætningstakten var i almindelighed ca. 30Å pr. sekund.The substrates used for depositing these films have been randomly selected, and glass, polished, hardened quartz, rock salt and sapphire substrates have been advantageously used. The substrate is cooled with liquid nitrogen and has a temperature of approx. 100 ° K during evaporation. The sales rate was generally approx. 30Å pr. second.

I et tilfælde har der været fremstillet film med tykkelser på 400Å og 4000Å. Disse film bestod af Gd-Co-legeringer, der viste sig at blive amorfe ved elektronstrålediffraktion. Atomerne i de afsætningsmaterialer, som traf underlaget, nærmede sig under en strejfningsvinkel, dvs. en hvilken som helst vinkel forskellig fra 90° i forhold til underlagsplanet, med henblik på tilvejebringelse af uniaksial anisotropi i overensstemmelse med det ovenfor anførte. Der blev iagttaget vinkelrette domæner i denne film.In one case, films with thicknesses of 400Å and 4000Å have been produced. These films consisted of Gd-Co alloys that were found to be amorphous by electron beam diffraction. The atoms in the depositional materials that hit the substrate approached at an angulation angle, i.e. any angle other than 90 ° with respect to the substrate plane, in order to provide uniaxial anisotropy in accordance with the foregoing. Perpendicular domains were observed in this film.

Ved en anden filmafsætning var underlagstemperaturen 273°K. Det samme underlag blev anvendt, og desuden et BaTi03-un-derlag samt et underlag af kløvet kvarts. Målsammensætningen, 34 U4153At another film deposition, the substrate temperature was 273 ° K. The same substrate was used, and in addition a BaTi03 substrate and a substrate of cleaved quartz. The target composition, 34 U4153

GdCo^ var den sairane, som blev anvendt til de ovenfor omtalte film med tykkelser på 400Å og 4000Å. Kun underlagstemperaturen blev ændret ved denne sammensætning. I det foreliggende tilfælde havde filmen krystaller, der var lokaliseret i en generelt amorf matrix, hvilket indikerer, at underlagstemperaturen er kritisk ved en elektronstråleafsætningsproces. For at tilvejebringe i hovedsagen amorfe film må underlagstemperaturen formindskes fra 273°K.GdCo 2 was the sairane used for the above-mentioned films having thicknesses of 400 Å and 4000 Å. Only the substrate temperature was changed by this composition. In the present case, the film had crystals located in a generally amorphous matrix, indicating that the substrate temperature is critical in an electron beam deposition process. In order to provide substantially amorphous films, the substrate temperature must be reduced from 273 ° K.

Ved en anden elektronstråleafsætning var målsammensætningen GdCo^, og underlaget blev afkølet med flydende nitrogen.At another electron beam deposition, the target composition was GdCo 2, and the substrate was cooled with liquid nitrogen.

Den fremstillede film var amorf med en uniaksial magnetisering i filmens plan. Det virkede som om magnetiseringen Ms for denne sammensætning var alt for stor, så at forholdet Η3/4ΤΓμξ ikke var nøjagtigt korrekt til at fremme domæner med vinkelret magnetisering.The film produced was amorphous with a uniaxial magnetization in the plane of the film. It seemed as if the magnetization Ms of this composition was too large, so that the ratio Η3 / 4ΤΓμξ was not exactly correct to promote domains with perpendicular magnetization.

II. Elektrodeforstøvede filmII. Electrode atomized films

Der har været fremstillet mange amorfe film ved jævnstrøms- og højfrekvenselektrodeforstøvning med varierende værdier af forstøvningsparametrene. Disse film udviste vinkelret magnetisk anisotropi og parallel magnetisk anisotropi, og de var uniaksiale.Many amorphous films have been produced by direct current and high frequency electrode sputtering with varying values of the sputtering parameters. These films exhibited perpendicular magnetic anisotropy and parallel magnetic anisotropy, and they were uniaxial.

Der opnås mange forskellige værdier af magnetiseringen og andre magnetiske parametre i overensstemmelse med de principper, som er skitseret i det foregående.Many different values of the magnetization and other magnetic parameters are obtained in accordance with the principles outlined above.

Claims (12)

35 UA 153 Patentkrav.35 UA 153 Patent claims. 1. Magnetbobledomæneapparat indbefattende et magnetisk medium, hvori de nævnte domæner optræder, organer til styring af det nævnte magnetiske mediums magnetiseringstilstand og organer til detektering af det nævnte magnetiske mediums magnetiseringstilstand, kendetegnet ved, at det magnetiske medium er et amorft materiale uden langtgående atomordning/ men med langtgående magnetisk ordning i form af uniaksial magnetisk anisotropi.Magnetic bubble domain apparatus comprising a magnetic medium in which said domains occur, means for controlling the magnetization state of said magnetic medium and means for detecting the magnetization state of said magnetic medium, characterized in that the magnetic medium is an amorphous material without far-reaching atomic arrangement. with far-reaching magnetic arrangement in the form of uniaxial magnetic anisotropy. 2. Apparat ifølge krav 1, kendetegnet ved, at det amorfe, magnetiske materiale optræder i mikrokrystallinsk struktur med lokaliseret atomordning inden for områder med en udstrækning på ca. 100Å og mindre.Apparatus according to claim 1, characterized in that the amorphous magnetic material appears in microcrystalline structure with localized atomic arrangement within areas with an extent of approx. 100Å and less. 3. Apparat ifølge krav 2, kendetegnet ved, at det amorfe materiale har lokaliseret atomordning inden for områder med en udstrækning på ca. 25Å og mindre.Apparatus according to claim 2, characterized in that the amorphous material has localized atomic arrangement within areas with an extent of approx. 25Å and less. 4. Apparat ifølge krav 1, kendetegnet ved, at den uniaksiale anisotropiretning danner en i hovedsagen ret vinkel med det amorfe, magnetiske materiales plan.Apparatus according to claim 1, characterized in that the uniaxial direction of anisotropy forms a substantially right angle with the plane of the amorphous magnetic material. 5. Apparat ifølge krav 1, kendetegnet ved, at det amorfe, magnetiske materiale udgøres af et enkelt grundstof med et magnetisk nettomoment.Apparatus according to claim 1, characterized in that the amorphous magnetic material consists of a single element with a net magnetic moment. 6. Apparat ifølge krav 5, kendetegnet ved, at grundstoffet tilhører en af 4f-, 5f- eller 3d-grundstofserierne i det periodiske system.Apparatus according to claim 5, characterized in that the element belongs to one of the 4f, 5f or 3d element series in the periodic table. 7. Apparat ifølge krav 1, kendetegnet ved, at det amorfe, magnetiske medium indeholder en mængde grundstoffer, hvoraf mindst ét har et uparret magnetisk spin.Apparatus according to claim 1, characterized in that the amorphous magnetic medium contains a plurality of elements, at least one of which has an unpaired magnetic spin. 8. Apparat ifølge krav 7, kendetegnet ved, at det amorfe medium udgøres af en amorf legering af en sjælden jordart og et metal med tilstandsovergang.Apparatus according to claim 7, characterized in that the amorphous medium is constituted by an amorphous alloy of a rare earth and a metal with state transition. 9. Apparat ifølge krav 8, kendetegnet ved, at den nævnte legering er en Gd-Co-legering.Apparatus according to claim 8, characterized in that said alloy is a Gd-Co alloy. 10. Apparat ifølge krav 8, kendetegnet ved, at den nævnte legering er en Gd-Fe-legering.Apparatus according to claim 8, characterized in that said alloy is a Gd-Fe alloy. 11. Apparat ifølge krav 7, kendetegnet ved, at det amorfe, magnetiske medium indeholder en tilsætning, der kobles antiferromagnetisk til et magnetisk atom i det nævnte amorfe medium.Apparatus according to claim 7, characterized in that the amorphous magnetic medium contains an additive which is coupled antiferromagnetically to a magnetic atom in said amorphous medium. 12. Apparat ifølge krav 7, kendetegnet ved, atApparatus according to claim 7, characterized in that
DK473473A 1972-08-29 1973-08-28 MAGNETIC Bubble Domain Domain Apparatus DK144153C (en)

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
US28451372A 1972-08-29 1972-08-29
US28451372 1972-08-29

Publications (2)

Publication Number Publication Date
DK144153B true DK144153B (en) 1981-12-21
DK144153C DK144153C (en) 1982-06-21

Family

ID=23090479

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
DK473473A DK144153C (en) 1972-08-29 1973-08-28 MAGNETIC Bubble Domain Domain Apparatus

Country Status (13)

Country Link
JP (2) JPS5734588B2 (en)
CA (1) CA1017450A (en)
CH (1) CH554049A (en)
DE (1) DE2342886C3 (en)
DK (1) DK144153C (en)
ES (1) ES417823A1 (en)
FI (1) FI57673C (en)
FR (3) FR2198216B1 (en)
GB (1) GB1436011A (en)
IT (1) IT989040B (en)
NO (1) NO146381C (en)
SE (1) SE395982B (en)
ZA (1) ZA733619B (en)

Families Citing this family (11)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS5061111A (en) * 1973-09-28 1975-05-26
JPS5163492A (en) * 1974-11-29 1976-06-01 Kokusai Denshin Denwa Co Ltd Jiseiusumakuno seizohoho
US4013803A (en) * 1975-10-30 1977-03-22 Sperry Rand Corporation Fabrication of amorphous bubble film devices
JPS5850337B2 (en) * 1976-10-26 1983-11-10 富士ゼロックス株式会社 printer
JPS58196639A (en) * 1982-05-10 1983-11-16 Canon Inc Photothermic and magnetic recording medium
DE3317101A1 (en) * 1982-05-10 1983-11-10 Canon K.K., Tokyo Magneto-optical recording base
JPS5961011A (en) * 1982-09-30 1984-04-07 Ricoh Co Ltd Optical magnetic recording medium
JPS61141925A (en) * 1985-12-14 1986-06-28 Kobe Steel Ltd Method for utilizing waste heat of stock powder preheating apparatus
JPH0323228Y2 (en) * 1986-06-19 1991-05-21
JPS6319541U (en) * 1986-07-22 1988-02-09
CN114214507B (en) * 2021-12-17 2023-08-08 安徽省湖滨机械厂 Heat treatment device for high-performance iron-based amorphous nanocrystalline strip

Family Cites Families (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US3427154A (en) * 1964-09-11 1969-02-11 Ibm Amorphous alloys and process therefor

Also Published As

Publication number Publication date
DE2342886B2 (en) 1980-09-25
JPS57172318A (en) 1982-10-23
FR2198216A1 (en) 1974-03-29
AU5879673A (en) 1975-02-06
ES417823A1 (en) 1976-06-16
DE2342886C3 (en) 1981-09-24
CH554049A (en) 1974-09-13
NO146381C (en) 1982-09-15
FR2198232A1 (en) 1974-03-29
JPS5734588B2 (en) 1982-07-23
JPS4947043A (en) 1974-05-07
FI57673B (en) 1980-05-30
FR2198166A1 (en) 1974-03-29
CA1017450A (en) 1977-09-13
DK144153C (en) 1982-06-21
FR2198216B1 (en) 1978-01-20
DE2342886A1 (en) 1974-03-28
ZA733619B (en) 1975-01-29
SE395982B (en) 1977-08-29
JPS5810727B2 (en) 1983-02-26
IT989040B (en) 1975-05-20
FI57673C (en) 1980-09-10
FR2198232B1 (en) 1976-06-18
NO146381B (en) 1982-06-07
GB1436011A (en) 1976-05-19
FR2198166B1 (en) 1976-05-07

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US3965463A (en) Apparatus using amorphous magnetic compositions
US3949387A (en) Beam addressable film using amorphous magnetic material
Gambino et al. Amorphous magnetic materials
Thiele et al. FeRh/FePt exchange spring films for thermally assisted magnetic recording media
US4103315A (en) Antiferromagnetic-ferromagnetic exchange bias films
Lisfi et al. Magnetic anisotropy and domain structure in epitaxial CoFe 2 O 4 thin films
DK144153B (en) MAGNETIC Bubble Domain Domain Apparatus
Dieny et al. Impact of intergrain spin-transfer torques due to huge thermal gradients in heat-assisted magnetic recording
US6605321B1 (en) Method of treating materials by irradiation
JP2022108267A (en) Magnetic structure, magnetic device incorporating magnetic structure, and method for providing magnetic structure
Tang et al. Structure and magnetic properties of exchange-biased polycrystalline Fe/MnPd bilayers
US20030133223A1 (en) Magnetic recording head with annealed multilayer, high moment structure
De Wit Soft magnetic multilayers
JPH0454367B2 (en)
Magnan et al. Beyond the magnetic domain matching in magnetic exchange coupling
JP2002251720A (en) Method for manufacturing azimuth-oriented magnetic hard particle distributed film
Parvin et al. Epitaxial L1 0-MnAl Thin Films with High Perpendicular Magnetic Anisotropy and Small Surface Roughness
Nikitin et al. Deposition of thin ferromagnetic films for application in magnetic sensor microsystems
JPS59162622A (en) Vertical magnetic recording material and its production
Song et al. Spin–Orbit Torque-Driven Magnetic Switching of Co/Pt-CoFeB Exchange Spring Ferromagnets
JP2853664B2 (en) Magnetoresistance effect film and magnetoresistance effect element using the same
Frost Perpendicular Anisotropy in Heusler Alloy Thin Films for CPP-GMR Devices
Yeh et al. Effect of interface on coupling of NiFeCo/TaN/NiFeCo sandwich films
JPH03178105A (en) Thin garnet film for magneto-optical recording medium
Tokumaru et al. Effect of annealing on magnetic properties of Nd-Fe-B thin films prepared by ECR ion beam sputtering method

Legal Events

Date Code Title Description
PBP Patent lapsed