EP0409848A1 - Datenspeichersystem - Google Patents

Datenspeichersystem

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Publication number
EP0409848A1
EP0409848A1 EP19890903147 EP89903147A EP0409848A1 EP 0409848 A1 EP0409848 A1 EP 0409848A1 EP 19890903147 EP19890903147 EP 19890903147 EP 89903147 A EP89903147 A EP 89903147A EP 0409848 A1 EP0409848 A1 EP 0409848A1
Authority
EP
European Patent Office
Prior art keywords
storage system
data storage
layer
control layer
temperature
Prior art date
Legal status (The legal status 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 status listed.)
Withdrawn
Application number
EP19890903147
Other languages
English (en)
French (fr)
Inventor
Hugo Van Den Berg
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Siemens AG
Original Assignee
Siemens AG
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 Siemens AG filed Critical Siemens AG
Publication of EP0409848A1 publication Critical patent/EP0409848A1/de
Withdrawn legal-status Critical Current

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    • G—PHYSICS
    • G11—INFORMATION STORAGE
    • G11B—INFORMATION STORAGE BASED ON RELATIVE MOVEMENT BETWEEN RECORD CARRIER AND TRANSDUCER
    • G11B11/00—Recording 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
    • G11B11/10—Recording 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
    • G11B11/105—Recording 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
    • G11B11/10582—Record carriers characterised by the selection of the material or by the structure or form
    • G11B11/10586—Record carriers characterised by the selection of the material or by the structure or form characterised by the selection of the material
    • G11B11/10589—Details
    • G11B11/10591—Details for improving write-in properties, e.g. Curie-point temperature
    • G—PHYSICS
    • G11—INFORMATION STORAGE
    • G11B—INFORMATION STORAGE BASED ON RELATIVE MOVEMENT BETWEEN RECORD CARRIER AND TRANSDUCER
    • G11B11/00—Recording 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
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    • G11B11/10532—Heads
    • G11B11/10534—Heads for recording by magnetising, demagnetising or transfer of magnetisation, by radiation, e.g. for thermomagnetic recording
    • G11B11/10536—Heads for recording by magnetising, demagnetising or transfer of magnetisation, by radiation, e.g. for thermomagnetic recording using thermic beams, e.g. lasers
    • G—PHYSICS
    • G11—INFORMATION STORAGE
    • G11B—INFORMATION STORAGE BASED ON RELATIVE MOVEMENT BETWEEN RECORD CARRIER AND TRANSDUCER
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    • G11B11/10582—Record carriers characterised by the selection of the material or by the structure or form

Definitions

  • the invention relates to a data storage system with thermally directly rewritable information, in which the information is overwritten by focusable radiation which can be converted into heat energy and which can be controlled with intensity which can be controlled in regions with a variable magnetization direction.
  • the storage system includes a multi-layer structure with a magnetic storage layer and a magnetic control layer. This control layer serves as a field source for controlling the magnetization in the storage layer.
  • magneto-optical storage systems information with a focused radiation pulse that is converted into heat, preferably a laser beam, can be written into a storage medium whose coercive field strength decreases with increasing temperature.
  • the storage medium which is generally designed as a magneto-optical thin layer, has its preferred magnetic axis perpendicular to the flat sides of the storage layer.
  • the magneto-optical storage medium becomes, in predetermined areas, approximately the order temperature, the so-called Curie temperature, at which a predetermined magnetization can be set in the resulting domains by an external magnetic field.
  • the pattern of the magnetization in the domains represents the information stored as binary data.
  • a laser beam of low intensity is supplied via a polarizer.
  • the polarization of the light beam is rotated by a predetermined angle when the light beam is reflected by the storage layer (Kerr effect) or when it passes through the storage layer (Faraday effect).
  • the size of the The angle of rotation is largely determined by the properties of the storage medium.
  • the plane of polarization is rotated clockwise or counterclockwise.
  • the change in polarization is converted by an analyzer into a change in the intensity of the light beam, which can be registered by a photodetector. By displaying the rotation, the information can be read out of the memory again.
  • the written information can be erased with a laser beam during one revolution of the storage disk and new information can be written in during the following revolution.
  • a heat beam can be erased and rewritten with the following beam.
  • the magnetization is overwritten only in those domains in which new information is to be written in to overwrite.
  • the control layer serves to generate a basic magnetic field. It consists of ferrimagnetic material with magnetization that changes depending on the temperature. Reading and overwriting takes place in separate magnetic areas with a two-beam laser system. Both the storage layer and the control layer are heated by the laser beam. If the control layer is heated above its compensation point T K , its direction of magnetization is reversed and at the same time increased. When the Curie temperature T of the storage layer is reached, this layer becomes writable and its magnetization is parallel to the magnetization in the control layer. When cooling below the compensation temperature T K of the control layer, the magnetization is reversed and the magnetization is then in the memory Layer opposed. The magnetization in the
  • Control layer is transformed by magnetostatic interaction.
  • the coercive field strengths of the two layers must therefore be matched to one another so that the magnetization in the control layer can be reversed by magnetostatic interaction, while the magnetization in the storage layer remains unchanged (US Pat. No. 4,649,519).
  • Another known data storage system in which the writing, reading and erasing of the information takes place by means of radiation which can be focused and converted into heat energy, contains a multilayer structure with a magnetic storage layer as a data carrier and a control layer for overwriting stored information.
  • a laser with controllable intensity is used to write the information.
  • Control layer has a perpendicular magnetization and a relatively low coercive field strength at room temperature.
  • a strong initialization field is applied to the control layer at room temperature before recording and ensures magnetization in the same direction.
  • a laser beam with pulse modulation is directed onto the multilayer structure and the temperature is increased to such an extent that the magnetization disappears in both layers. This means that a bit is written into the control layer and is transferred to the storage layer during cooling by magnetic exchange coupling or magnetostatic coupling.
  • the magnetization of the control layer With a low level of the laser beam, with which the multilayer structure is only heated below the Curie temperature of the control layer, the magnetization of the control layer remains unchanged and a different bit is written into the storage layer. Initialization and enrollment take place in separate areas.
  • the information is deleted in the initialization area of the control layer so that it can be rewritten in the write area.
  • an initialization field is required that deletes the data written in the control layer and at the same time does not change the data in the storage layer.
  • the registered magnetic domains are stable due to magnetic wall friction.
  • a material with a high coercive field strength is therefore required as the storage layer so that wall creep can be avoided and at the same time high demands must be placed on the homogeneity of the storage layer and the device temperature (DE-OS 36 19 618).
  • Another known data storage system with thermally directly overwritable information contains a multilayer structure as a data carrier, the storage layer of which is separated from a control layer by an insulating layer which serves to control the temperature in the control layer.
  • a laser beam with controllable intensity is used for writing, reading and erasing.
  • the control layer generates a magnetic control field and thus a magnetic field orientation in the storage layer as a function of temperature.
  • To write an O signal only the storage layer is heated by a laser beam of short time length and, for example, the O magnetization is written into the storage layer by a basic field source arranged above the data carrier.
  • the control layer is also heated by a longer laser pulse and the charge pattern in the control layer is changed.
  • the changed field profile is transferred to the storage layer.
  • the charge pattern of the control layer has only a relatively small magnetizing effect on the storage layer.
  • the thickness of the control layer must be chosen to be relatively large so that the dipole character of the charges disappears.
  • the materials with this relatively high compensation temperature have a relatively low total magnetization because of the oppositely directed magnetizations in both sub-gratings. Accordingly, only small fields can be generated in the storage layer (European Offenlegungsschrift 0 217 096).
  • the invention is based on the object of specifying a simple and effective data storage system in which the stored information can be overwritten directly without a separate deletion process.
  • the invention is based on the knowledge that an increased magnetic penetration by the control layer is required to write stable domains in the storage layer and it consists in the features of claim 1.
  • the additional magnetic switching field source generates a magnetization distribution in the control layer and thus a predetermined field distribution in the storage layer.
  • a change in the temperature distribution in the control layer changes the magnetization distribution in this layer, which is impressed by the switching field source, and a predetermined change is thus obtained in the storage layer.
  • Radiation with controllable intensity preferably a laser beam, is used, which can be controlled in three stages, for example. Only a relatively low laser power is required to read out the information.
  • the laser power is increased to such an extent that the storage layer heats up above its critical temperature and below the critical temperature of the control layer and a zero signal is written in by the basic magnetic field.
  • the control layer is also heated above its critical temperature by a laser pulse with a further increased intensity. It thus loses its shielding ability and the I signal is written in by the resulting field from the basic field and the substantially larger and opposite magnetic switching field.
  • the insulating layer and the control layer are dimensioned such that the temperature of the control layer is still above it critical temperature and it has not yet regained its shielding ability when the storage layer cools below its critical temperature. The resulting field therefore remains effective in the registered domain of the storage layer.
  • the write-capable area in the storage layer is thus magnetically switched approximately synchronously.
  • the storage layer can preferably consist of ytterbium-terbium-iron-cobalt YtTbFeCo.
  • Selenium is preferably suitable as the material for the insulating layer.
  • a material is preferably selected as the control layer whose relative permeability ⁇ r at room temperature is at least 10, preferably at least 100, in particular at least 1000.
  • Iron-cobalt-zircon FeCoZr with a relative one is particularly suitable
  • the switching field source can consist, for example, of a permanent magnet made of samarium-cobalt SmCo, the field strength of which is preferably at least twice the field strength of the basic field source.
  • an integrated permanent magnet can also be provided as the switching field source, which is designed as a thin film and is arranged as an additional layer under the control layer.
  • a groove structure of the layers can be expedient.
  • the substrate on which the multilayer structure is arranged can be provided with grooves on which the layers of the multilayer structure are successively deposited.
  • FIG. 1 schematically illustrates the structure of a data storage system according to the invention.
  • Diagrams according to FIGS. 2 and 3 serve to explain the direct overwriting.
  • the diagram according to FIG. 4 illustrates properties of a special control layer.
  • a write operation with the control layer according to FIG. 4 is indicated in FIG. 5.
  • the diagram according to FIG. 6 illustrates properties of a further control layer.
  • FIGS. 7 to 9 each show a special embodiment of a data storage system according to the invention.
  • a data storage system contains a multilayer structure 1 with three layers.
  • a storage layer 2 with a thickness of approximately 70 nm, for example, which can consist, for example, of terbium-iron-cobalt TbFeCo, preferably of ytterbium-terbium-iron-cobalt YbTbFeCo, is provided for data storage.
  • An insulating layer 4 serves to control the heat diffusion from the storage layer to a control layer 6.
  • the insulating layer 4 can preferably be made from selenium Se or silicon nitride Si 3 N 4 , but also, for example, from silicon oxide SiO 2 and from aluminum nitride Al 2 N 4 or from aluminum oxide Al 2 O 3 exist.
  • a radiation source 8 is provided, which can preferably be a laser radiation source with an additionally controllable intensity and an output of, for example, approximately 5 mW.
  • a focusing lens 10 is provided for focusing the laser beam 9.
  • the storage layer 2 is assigned a basic field source 11, which can be a coil, for example, and supplies a basic magnetic field H 11 .
  • an additional switching field source 12 is arranged, the diameter B of which can be approximately 20 ⁇ m, for example, and which is arranged at a distance A of approximately 10 ⁇ m, for example, below the control layer 6.
  • a permanent magnet is suitable as the switching field source 12, which can preferably also be provided with a bowl-shaped magnetic yoke 15, the edge region of which serves to concentrate the switching field, preferably can consist of samarium cobalt SmCo and provides a switching field H 12 , the intensity of which is substantially greater than that The intensity of the basic field is H 11 .
  • T At ambient temperature
  • this field is short-circuited by the control layer 6 and thus shielded.
  • a written information is read out in a known manner with the aid of the Kerr rotation after the reflection of the laser beam 3 or with the aid of the Faraday rotation after the laser beam 9 has passed through the storage layer 2.
  • the laser beam 9 is directed onto the storage layer 2 with increased intensity and the latter is heated within an area 16.
  • the temperature T is plotted over time t in the diagram in FIG.
  • the temperature profile in the storage layer 2 is designated T 2 and the temperature profile in the control layer 6 is designated T 6 .
  • T 2 the temperature profile in the storage layer 2
  • T 6 the temperature profile in the control layer 6
  • the storage layer is heated by the laser beam 9 and this layer is heated to a maximum temperature T 2max of, for example, 200 ° C.
  • T 2K the critical temperature T 2K is reached, which corresponds approximately to the Curie temperature T c of the storage material, and the storage layer 2 becomes writable.
  • the laser beam 9 is switched off, for example after about 40 ns, and the storage layer cools down again until it loses its writing ability again at time t 4 below its critical temperature T 2K .
  • the control layer 6 is heated and he their maximum temperature T 6max is sufficient at time t 3 .
  • This maximum temperature of, for example, 100 ° C. is lower than the critical temperature T 6K at which the control layer 6 loses its shielding ability.
  • the insulating layer 4 is dimensioned such that this critical temperature T 6K is not reached when a zero signal is written.
  • the shielding ability of the control layer 6 is thus retained when a zero signal is written.
  • the impressed magnetization is fixed during cooling to below the critical temperature T 2K at time t 6 .
  • the O signal is thus written into the storage layer 2 by the basic field H 11 during the time t 1 to t 4 .
  • the relative critical temperatures T 2K / T 2 and T 6K / T 2 are plotted against time t.
  • the T 6K / T 2 curve c illustrates the temperature profile in the storage layer 2.
  • the quotient T Kr2 / T 2 is plotted in curve a.
  • Curve b represents the quotient T 2K / T 2 and curve C shows the ratio T 6K / T 2 .
  • the storage layer 2 receives a laser pulse 9 with increased intensity. The storage layer 2 is heated and at time t 1 its temperature T 2 exceeds the critical temperature T 2K and the storage layer 2 becomes writable.
  • the temperature T 2 again becomes lower than the critical temperature T 2K and the quotient T 2K / T 2 becomes greater than 1.
  • the storage layer is 2 writable.
  • the intensity of the laser beam and the insulating layer are chosen so that the control layer 6 is sufficiently heated by heat diffusion.
  • the quotient T 6 / T 2 is greater than the quotient T 6K / T 2.
  • the critical temperature T 6K of the control layer 6 is exceeded and the control layer 6 loses its shielding ability.
  • the control panel H 12 can Pass through area 16 in the storage layer 2.
  • the storage layer 2 is writable, so that the resulting field H is effective in the region 16 in this period ⁇ t.
  • the storage layer in the area 16 receives the magnetization direction of the resulting field H in this area regardless of the previous magnetization state.
  • the I signal is thus written in by the switching field H 12 .
  • the data storage system can be provided with a control layer 6 made of a material, the compensation temperature T K of which is substantially below the Curie temperature T c , as indicated in the diagram according to FIG. 4, in which the magnetization M is above the temperature T. is applied.
  • This property has, for example, iron /
  • Tb especially in the composition Tb x Fe y Co 1-xy , where x ⁇ 0.25 and y ⁇ 0.6.
  • the magnetization M of this material is large at room temperature T A and then decreases to the compensation temperature T K and again reaches a maximum before it is zero again at the Curie temperature T c .
  • the control layer 6 is heated approximately to the compensation temperature T K in order to write an O signal. Its magnetization M disappears and a “hole” is created in the control layer 6.
  • the switching field H 12 reaches in the area 17 to the area 16 of the storage layer 2. With this control layer 6, the O signal is thus written in by the control panel H 12 .
  • the temperature T is further increased by the laser beam 9 up to the temperature T m with maximum magnetization.
  • the control layer 6 is soft magma in a central area 22 with this temperature T m below the area 16 of the storage layer 2 table and shields the switching field H 12 from the area 16 and the I signal is written through the basic field H 11 into the area 16 of the storage layer 2.
  • the shielding is absent in an area 23 at the edge of the central area 22, but this ring-shaped area 23 lies outside the writable area 16 of the storage layer 2.
  • the magnetization M increases with increasing temperature T up to a maximum value and then drops steeply just below the Curie temperature T c .
  • the quality factor Q shows a decrease up to the Curie temperature T c .
  • This property has, for example, terbium-iron-cobalt with the composition Tb x Fe y Co 1-xy , where X ⁇ 0.2 and y ⁇ 0.7.
  • the temperature is increased up to the temperature T o , at which the control layer 6 in the region 22 has no shielding effect due to the high quality factor Q and the switching field H 12 penetrates to the writable region 16 of the storage layer 2.
  • T I with high magnetization M I and low magnetic anisotropy K
  • the area 22 becomes soft magnetic, it shields the switching field H 12 and the I signal is written in by the basic field H 11 .
  • the multilayer structure with the storage layer 2, the insulating layer 4 and the control layer 6 is arranged on a substrate 20, which can be made of glass, for example.
  • a switching field source 13 is in the multilayer structure as a hard magnetic thin layer with a periodic magnetization pattern, for example with regions of magnetization 23 which are alternately opposed to one another. integrated, whose period length C corresponds to the distance between adjacent data tracks.
  • a switching field (not specified in more detail) emerges, which is shielded upwards by the control layer 6 at room temperature.
  • the length C of these areas can be approximately 1.6 ⁇ m, for example.
  • the substrate 20 is provided with grooves 21, the width D of which can be approximately 1 ⁇ m, for example.
  • the substrate 20 is provided with a magneto-optical storage layer 2, which is separated from the control layer 6 by an insulating layer 4.
  • this multilayer structure is provided with a switching field source 14 as a thin film, which has a preferred direction for the magnetization perpendicular to the film plane.
  • This switching field source 14 can consist, for example, of manganese bismuth MnBi, preferably of terbium-cobalt TbCo, in particular of cobalt-palladium CoPd.
  • This thin layer can preferably consist of several layers which are applied one after the other.
  • the depth a of the grooves 21 is preferably selected to be equal to the product of an odd number with a quarter of the wavelength ( ⁇ / 4) of the light in the substrate 20 and can be, for example, approximately 0.25 ⁇ m.
  • a common switching field source 14 is assigned two multilayer structures, each of which contains a storage layer 2 or 3, an insulating layer 4 or 5 and a control layer 6 or 7. In this embodiment, a double memory content of the system is obtained.

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Description

Datenspeichersystem
Die Erfindung bezieht sich auf ein Datenspeichersystem mit thermisch direkt überschreibbarer Information, bei dem das Überschreiben der Information durch fokussierbare und in Wärmeenergie umwandelbare Strahlung mit steuerbarer Intensität in Bereichen mit veränderbarer Magnetisierungsrichtung erfolgt. Das Speichersystem enthält eine Mehrschichtstruktur mit einer magnetischen Speicherschicht und einer magnetischen Steuerschicht. Diese Steuerschicht dient als Feldquelle für die Steuerung der Magnetisierung in der Speicherschicht.
In magnetooptischen Speichersystemen kann bekanntlich eine Information mit einem fokussierten Strahlungsimpuls, der in Wärme umgesetzt wird, vorzugsweise einem Laserstrahl, in ein Speichermedium eingeschrieben werden, dessen Koerzitivfeldstärke mit steigender Temperatur abnimmt. Das im allgemeinen als magnetooptische Dünnschicht gestaltete Speichermedium hat seine bevorzugte magnetische Achse senkrecht zu den Flachseiten der Speicherschicht. Durch den fokussierten Laserstrahl wird das magnetooptische Speichermedium in vorbestimmten Bereichen etwa die Ordnungstemperatur, die sogenannte Curie-Temperatur, bei der eine vorbestimmte Magnetisierung durch ein äußeres Magnetfeld in den entstehenden Domänen eingestellt werden kann. Das Muster der Magnetisierung in den Domänen stellt die als binäre Daten gespeicherte Information dar. Zum Auslesen der Daten wird ein Laserstrahl geringer Intensität über einen Polarisator zugeführt. Die Polarisation des Lichtstrahls wird um einen vorbestimmten Winkel gedreht, wenn der Lichtstrahl von der Speicherschicht reflektiert wird (Kerr-Effekt) oder wenn er durch die Speicherschicht hindurchtritt (Faraday-Effekt). Die Größe des Drehwinkels wird wesentlich bestimmt durch die Eigenschaften des Speichermediums. In Abhängigkeit von der Magnetisierungsrichtung in den Domänen wird die Polarisationsebene im Uhrzeigersinn oder gegen den Uhrzeigersinn gedreht. Durch einen Analysator wird die Änderung der Polarisation umgewandelt in eine Änderung der Intensität des Lichtstrahls, die von einem Photodetektor registriert werden kann. Durch Anzeige der Drehung kann die Information aus dem Speicher wieder ausgelesen werden.
Zum Überschreiben einer eingeschriebenen Information kann beispielsweise während einer Umdrehung der Speicherplatte die eingeschriebene Information mit einem Laserstrahl gelöscht und während der folgenden Umdrehung eine neue Information eingeschrieben werden. Ferner kann in einem Zweistrahlsystem mit einem Wärmestrahl gelöscht und mit dem nachfolgenden Strahl neu eingeschrieben werden.
Bei einem weiteren bekannten Datenspeichersystem mit einer Speicherschicht, einem Dielektrikum und einer Steuerschicht wird zum überschreiben die Magnetisierung nur in denjenigen Domänen umgewandelt, in die eine neue Information eingeschrieben werden soll. Die Steuerschicht dient zum Erzeugen eines magnetischen Grundfeldes. Sie besteht aus ferrimagnetischem Material mit in Abhängigkeit von der Temperatur wechselnder Magnetisierung. Lesen und Überschreiben erfolgt in getrennten magnetischen Bereichen mit einem Zweistrahl-Lasersystem. Durch den Laserstrahl werden sowohl die Speicherschicht als auch die Steuerschicht erwärmt. Wird die Steuerschicht über ihren Kompensationspunkt TK erwärmt, so wird ihre Magnetisierungsrichtung umgedreht und zugleich erhöht. Beim Erreichen der CurieTemperatur T der Speicherschicht wird diese Schicht schreibfähig und ihre Magnetisierung stellt sich parallel zur Magnetisierung in der Steuerschicht. Beim Abkühlen wird unterhalb der Kompensationstemperatur TK der Steuerschicht die Magnetisierung umgedreht und ist dann der Magnetisierung in der Spei cherschicht entgegengerichtet. Die Magnetisierung in der
Steuerschicht wird umgewandelt durch magnetostatische Wechselwirkung. Die Koerzitivfeldstärken der beiden Schichten müssen somit aufeinander abgestimmt sein, damit die Magnetisierung in der Steuerschicht durch magnetostatische Wechselwirkung umgedreht werden kann, während die Magnetisierung in der Speicherschicht unverändert bleibt (US-PS 4 649 519).
Ein weiteres bekanntes Datenspeichersystem, bei dem das Einschreiben, Auslesen und Löschen der Information durch fokussierbare und in Wärmeenergie umwandelbare Strahlung erfolgt, enthält eine Mehrschichtstruktur mit einer magnetischen Speicherschicht als Datenträger und einer Steuerschicht zum Überschreiben einer gespeicherten Information. Zum Einschreiben der Information dient ein Laser mit steuerbarer Intensität. Die
Steuerschicht hat eine senkrechte Magnetisierung und eine relativ geringe Koerzitivfeidstärke bei Raumtemperatur. Ein starkes Initialisierungsfeld wird vor der Aufzeichnung bei Raumtemperatur an die Steuerschicht angelegt und sorgt für eine Magnetisierung in gleicher Richtung. Zum Überschreiben wird ein Laserstrahl mit Impulsmodulation auf die Mehrschichtstruktur gerichtet und die Temperatur so weit erhöht, daß die Magnetisierung in beiden Schichten verschwindet. Damit wird ein Bit in die Steuerschicht eingeschrieben und bei der Abkühlung durch magnetische Austauschkopplung oder magnetostatische Kopplung auf die Speicherschicht übertragen. Mit einem niedrigen Pegel des Laserstrahls, mit dem die Mehrschichtstruktur nur unterhalb der Curie-Temperatur der Steuerschicht erwärmt wird, bleibt die Magnetisierung der Steuerschicht unverändert und in die Speicherschicht wird ein anderes Bit eingeschrieben. Die Initialisierung und Einschreibung erfolgt in getrennten Bereichen. Im Initialisierungsbereich der Steuerschicht wird die Information wieder gelöscht, damit sie im Schreibbereich wieder neu eingeschrieben werden kann. In dieser Ausführungsform des Datenspeichersystems ist ein Initialisierungsfeld erforderlich, das in der Steuerschicht die eingeschriebenen Daten löscht und zugleich die Daten in der Speicherschicht nicht verändert. Die eingeschriebenen magnetischen Domänen sind stabil durch magnetische Wandreibung (wall friction). Man braucht deshalb als Speicherschicht ein Material mit hoher Koerzitivfeldstärke, damit ein Wandkriechen vermieden werden kann und zugleich müssen hohe Ansprüche an die Homogenität der Speicherschicht und die Gerätetemperatur gestellt werden (DE-OS 36 19 618).
Ein weiteres bekanntes Datenspeichersystem mit thermisch direkt überschreibbarer Information enthält eine Mehrschichtstruktur als Datenträger, dessen Speicherschicht von einer Steuerschicht durch eine Isolierschicht getrennt ist, die zur Steuerung der Temperatur in der Steuerschicht dient. Zum Einschreiben, Auslesen und Löschen dient ein Laserstrahl mit steuerbarer Intensität. Die Steuerschicht erzeugt ein magnetisches Steuerfeld und damit eine magnetische Feldorientierung in der Speicherschicht als Funktion der Temperatur. Zum Einschreiben eines O-Signals wird durch einen Laserstrahl geringer zeitlicher Länge nur die Speicherschicht aufgeheizt und beispielsweise durch eine über dem Datenträger angeordnete Grundfeldquelle die O-Magnetisierung in die Speicherschicht eingeschrieben. Zum Einschreiben eines I-Signals wird durch einen längeren Laserimpuls auch die Steuerschicht aufgeheizt und das Ladungsmuster in der Steuerschicht geändert. Der geänderte Feldverlauf wird auf die Speicherschicht übertragen. In dieser Ausführungsform hat jedoch das Ladungsmuster der Steuerschicht nur eine verhältnismäßig geringe magnetisierende Wirkung auf die Speicherschicht. Die Dicke der Steuerschicht muß verhältnismäßig groß gewählt werden, damit der Dipol-Charakter der Ladungen verschwindet. Außerdem besitzen die Materialien mit dieser relativ hohen Kompensationstemperatur wegen der entgegengesetzt gerichteten Magnetisierungen in beiden Untergittern eine relativ niedrige Gesamtmagnetisierung. Dementsprechend können nur kleine Felder in der Speicherschicht erzeugt werden (Europäische Offenlegungsschrift 0 217 096). Der Erfindung liegt nun die Aufgabe zugrunde, ein einfaches und wirksames Datenspeichersystem anzugeben, bei dem ohne getrennten Löschvorgang die gespeicherte Information direkt überschrieben werden kann.
Die Erfindung beruht nun auf der Erkenntnis, daß zum Einschreiben stabiler Domänen in der Speicherschicht ein erhöhter magnetischer Durchgriff von der Steuerschicht erforderlich ist und sie besteht in den Merkmalen des Anspruchs 1. Die zusätzliche magnetische Schaltfeldquelle erzeugt eine Magnetisierungsverteilung in der Steuerschicht und damit eine vorbestimmte Feldverteilung in der Speicherschicht. Durch eine Änderung der Temperaturverteilung in der Steuerschicht ändert sich die Magnetisierungsverteilung in dieser Schicht, die von der Schaltfeldquelle eingeprägt ist und damit erhält man eine vorbestimmte Änderung in der Speicherschicht. Es wird eine Strahlung mit steuerbarer Intensität, vorzugsweise ein Laserstrahl, verwendet, der beispielsweise in drei Stufen steuerbar ist. Zum Auslesen der Information ist nur eine verhältnismäßig geringe Laserleistung erforderlich.
Zum Einschreiben eines O-Signals ohne vorheriges Löschen einer gegebenenfalls bereits eingeschriebenen Information wird die Laserleistung so weit erhöht, daß die Speicherschicht oberhalb ihrer kritischen Temperatur und unterhalb der kritischen Temperatur der Steuerschicht erwärmt und ein Null-Signal durch das magnetische Grundfeld eingeschrieben wird. Zum Einschreiben eines I-Signals wird durch einen Laser-Impuls mit weiter erhöhter Intensität auch die Steuerschicht über ihre kritische Temperatur erwärmt. Sie verliert damit ihre Abschirmfähigkeit und das I-Signal wird durch das resultierende Feld aus dem Grundfeld und dem wesentlich größeren und dem Grundfeld entgegengerichteten magnetischen Schaltfeld eingeschrieben. Die Isolierschicht und die Steuerschicht werden so bemessen, daß sich die Temperatur der Steuerschicht noch oberhalb ihrer kritischen Temperatur befindet und sie ihre Abschirmfähigkeit somit noch nicht wiedererlangt hat, wenn die Speicherschicht unter ihre kritische Temperatur abkühlt. Es bleibt somit noch das resultierende Feld in der eingeschriebenen Domäne der Speicherschicht wirksam. Der schreibfähige Bereich in der Speicherschicht wird somit etwa synchron magnetisch geschaltet.
Die Speicherschicht kann vorzugsweise aus Ytterbium-TerbiumEisen-Cobalt YtTbFeCo bestehen. Als Material für die Isolierschicht ist vorzugsweise Selen geeignet. Als Steuerschicht wird vorzugsweise ein Material gewählt, dessen relative Permeabilität μr bei Raumtemperatur wenigstens 10, vorzugsweise wenigstens 100, insbesondere wenigstens 1000, beträgt. Besonders geeignet ist Eisen-Cobalt-Zirkon FeCoZr mit einer relativen
Permeabilität von 6600. Die Schaltfeldquelle kann beispielsweise aus einem Dauermagneten aus Samarium-Cobalt SmCo bestehen, dessen Feldstärke vorzugsweise wenigstens das Doppelte der Feldstärke der Grundfeldquelle beträgt.
In einer besonderen Ausführungsform des Datenspeichersystems kann als Schaltfeldquelle auch ein integrierter Dauermagnet vorgesehen sein, der als Dünnfilm ausgeführt und als zusätzliche Schicht unter der Steuerschicht angeordnet ist. In dieser Ausführungsform kann eine Rillenstruktur der Schichten zweckmäßig sein. Zu diesem Zweck kann beispielsweise das Substrat, auf dem die Mehrschichtstruktur angeordnet ist, mit Rillen versehen sein, auf denen die Schichten der Mehrschichtstruktur nacheinander abgeschieden werden.
Zur weiteren Erläuterung der Erfindung wird auf die Zeichnung Bezug genommen, in deren Figur 1 der Aufbau eines Datenspeichersystems gemäß der Erfindung schematisch veranschaulicht ist. Zur Erläuterung des direkten Überschreibens dienen Diagramme gemäß den Figuren 2 und 3. Das Diagramm gemäß Figur 4 veranschaulicht Eigenschaften einer besonderen Steuerschicht. Ein Schreibvorgang mit der Steuerschicht gemäß Figur 4 ist in Figur 5 angedeutet. Das Diagramm gemäß Figur 6 veranschaulicht Eigenschaften einer weiteren Steuerschicht. Die Figuren 7 bis 9 zeigen jeweils eine besondere Ausführungsform eines Datenspeichersystems gemäß der Erfindung.
Ein Datenspeichersystem gemäß Figur 1 enthält eine Mehrschichtstruktur 1 mit drei Schichten. Eine Speicherschicht 2 mit einer Dicke von beispielsweise etwa 70 nm, die beispielsweise aus Terbium-Eisen-Kobalt TbFeCo, vorzugsweise aus Ytterbium-Terbium-Eisen-Kobalt YbTbFeCo, bestehen kann, ist zur Datenspeicherung vorgesehen. Eine Isolierschicht 4 dient zur Steuerung der Wärmediffusion von der Speicherschicht zu einer Steuerschicht 6. Die Isolierschicht 4 kann vorzugsweise aus Selen Se oder Siliziumnitrid Si3N4, aber beispielsweise auch aus Siliziumoxid SiO2 sowie aus Aluminiumnitrid Al2N4 oder aus Aluminiumoxid Al2O3 bestehen. Ihre Dicke, Wärmeleitfähigkeit und Wärmekapazität werden so gewählt, daß beim Einschreiben eines O-Signals die Wärmediffusion zur Steuerschicht 6 begrenzt wird und daß beim Einschreiben eines I-Signals durch Diffusion genügend Wärme von der Speicherschicht 2 auf die Steuerschicht 6 übertragen wird. Die Steuerschicht 6 besteht vorzugsweise aus Eisen-Kobalt-Zirkon FeCoZr, insbesondere (FeCo)90Zr10 , mit Hκ ≤ 800 A/m und einer Sättigungsmagnetisierung Ms = 16000 kA/m sowie einer relativen Permeabilität μr von ≈ 1600.
Zur Zuführung der Strahlungswärme ist eine Strahlungsquelle 8 vorgesehen, die vorzugsweise eine Laser-Strahlungsquelle mit zusätzlich steuerbarer Intensität und einer Leistung von beispielsweise etwa 5 mW sein kann. Zur Fokussierung des Laserstrahls 9 ist eine Fokussierungslinse 10 vorgesehen. Der Speicherschicht 2 ist eine Grundfeldquelle 11 zugeordnet, die beispielsweise eine Spule sein kann und ein magnetisches Grundfeld H11 liefert. Unterhalb der Mehrschichtstruktur 1 ist eine zusätzliche Schaltfeldquelle 12 angeordnet, deren Durchmesser B beispielsweise etwa 20 μm betragen kann und die in einem Abstand A von beispielsweise etwa 10 μm unterhalb der Steuerschicht 6 angeordnet ist. Als Schaltfeldquelle 12 ist ein Dauermagnet geeignet, der vorzugsweise noch mit einem schalenförmigen magnetischen Rückschluß 15 versehen sein kann, dessen Randbereich zur Konzentration des Schaltfeldes dient, vorzugsweise aus Samarium-Kobalt SmCo bestehen kann und ein Schaltfeld H12 liefert, dessen Intensität wesentlich größer als die Intensität des Grundfeldes H11 ist. Bei Raumtemperatur TAt (ambient) wird dieses Feld durch die Steuerschicht 6 kurzgeschlossen und somit abgeschirmt.
Das Auslesen einer eingeschriebenen Information erfolgt in bekannter Weise mit Hilfe der Kerr-Drehung nach der Reflexion des Laserstrahls 3 oder mit Hilfe der Faraday-Drehung nach dem Durchtritt des Laserstrahls 9 durch die Speicherschicht 2.
Zum Einschreiben eines O-Signals wird der Laserstrahl 9 mit erhöhter Intensität auf die Speicherschicht 2 gerichtet und diese innerhalb eines Bereiches 16 erwärmt. Im Diagramm der Figur 2 ist die Temperatur T über der Zeit t aufgetragen. Der Temperaturverlauf in der Speicherschicht 2 ist mit T2 und der Temperaturverlauf in der Steuerschicht 6 ist mit T6 bezeichnet. Zur Zeit tO beginnt die Erwärmung der Speicherschicht durch den Laserstrahl 9 und diese Schicht wird auf eine maximale Temperatur T2max von beispielsweise 200ºC erwärmt. Zur Zeit t1 wird die kritische Temperatur T2K erreicht, die etwa der CurieTemperatur Tc des Speichermaterials entspricht und die Speicherschicht 2 wird schreibfähig. Zur Zeit t2 wird der Laserstrahl 9 abgeschaltet, beispielsweise etwa nach 40 ns und die Speicherschicht kühlt wieder ab, bis sie zur Zeit t4 unterhalb ihrer kritischen Temperatur T2K ihre Schreibfähigkeit wieder verliert. Durch Wärmediffusion von der Speicherschicht 2 zur Steuerschicht 6 wird die Steuerschicht 6 aufgeheizt und er reicht ihre Maximaltemperatur T6max zur Zeit t3. Diese Maximaltemperatur von beispielsweise 100°C ist kleiner als die kritische Temperatur T6K, bei der die Steuerschicht 6 ihre Abschirmfähigkeit verliert. Die Isolierschicht 4 ist so bemessen, daß beim Einschreiben eines Null-Signals diese kritische Temperatur T6K nicht erreicht wird. In der Ausführungsform der Mehrschichtstruktur mit Kobalt-Zirkon CoZr oder Kobalt-Eisen-Zirkon (CoFe)Zr bleibt somit beim Einschreiben eines Null-Signals die Abschirmfähigkeit der Steuerschicht 6 erhalten. Die eingeprägte Magnetisierung wird bei der Abkühlung bis unterhalb der kritischen Temperatur T2K im Zeitpunkt t6 fixiert. Das O-Signal wird somit während der Zeit t1 bis t4 durch das Grundfeld H11 in die Speicherschicht 2 eingeschrieben.
Im Diagramm gemäß Figur 3 sind die relativen kritischen Temperaturen T2K/T2 und T6K/T2 über der Zeit t aufgetragen. Die T6K/T2-Kurve c veranschaulicht den Temperaturverlauf in der Speicherschicht 2. In Kurve a ist der Quotient TKr2/T2 aufgetragen. Die Kurve b stellt den Quotienten T2K/T2 dar und in der Kurve c ist das Verhältnis T6K/ T2 aufgetragen. Zum Einschreiben eines I-Signals erhält die Speicherschicht 2 einen Laserimpuls 9 mit erhöhter Intensität. Die Speicherschicht 2 wird erwärmt und zur Zeit t1 überschreitet ihre Temperatur T2 die kritische Temperatur T2K und die Speicherschicht 2 wird schreibfähig. Nach dem Ende des Laser-Impulses wird mit zunehmender Abkühlung zur Zeit t4 die Temperatur T2 wieder kleiner als die kritische Temperatur T2K und der Quotient T2K/T2 wird größer als 1. Im Zeitraum t1 bis t4 ist die Speicherschicht 2 schreibfähig. Die Intensität des Laserstrahls und die Isolierschicht werden so gewählt, daß durch Wärmediffusion auch die Steuerschicht 6 genügend erwärmt wird. Zur Zeit t2 wird der Quotient T6/T2 größer als der Quotient T6K/T2. In diesem Bereich der Kurve b von t2 bis t5 wird die kritische Temperatur T6K der Steuerschicht 6 überschritten und die Steuerschicht 6 verliert ihre Abschirmfähigkeit. Das Schaltfeld H12 kann zum Bereich 16 in der Speicherschicht 2 durchgreifen. Im Zeitraum von t2 bis t4 ist die Speicherschicht 2 schreibfähig, so daß in diesem Zeitraum Δt im Bereich 16 das resultierende Feld H wirksam ist. Mit der Bedingung H12 > H11 erhält die Speicherschicht im Bereich 16 unabhängig vom vorhergehenden Magnetisierungszustand in diesem Bereich die Magnetisierungsrichtung des resultierenden Feldes H. In dieser Ausführungsform des Datenspeichersystems wird somit das I-Signal durch das Schaltfeld H12 eingeschrieben.
In einer weiteren Ausführungsform kann das Datenspeichersystem mit einer Steuerschicht 6 aus einem Material versehen sein, dessen Kompensationstemperatur TK wesentlich unterhalb der Curie-Temperatur Tc liegt, wie es im Diagramm gemäß Figur 4 angedeutet ist, in dem die Magnetisierung M über der Temperatur T aufgetragen ist. Diese Eigenschaft hat beispielsweise Eisen-/
Kobalt FeCo mit einem der Seltenen Erden, vorzugsweise Terbium
Tb, insbesondere in der Zusammensetzung TbxFeyCo1-x-y, wobei x ≈0,25 und y ≈0,6 ist. Die Magnetisierung M dieses Materials ist bei Raumtemperatur TA groß und nimmt dann bis zur Kompensationstemperatur TK ab und erreicht nochmals ein Maximum, bevor sie bei der Curie-Temperatur Tc wieder Null ist. Zum Einschreiben eines O-Signals wird in dieser Ausführungsform die Steuerschicht 6 etwa bis zur Kompensationstemperatur TK erwärmt. Seine Magnetisierung M verschwindet und es entsteht ein "Loch" in der Steuerschicht 6. Das Schaltfeld H12 greift im Bereich 17 zum Bereich 16 der Speicherschicht 2 durch. Mit dieser Steuerschicht 6 wird somit das O-Signal durch das Schaltfeld H12 eingeschrieben.
Zum Einschreiben eines I-Signals wird die Temperatur T durch den Laserstrahl 9 weiter erhöht bis zur Temperatur Tm mit maximaler Magnetisierung. Damit ist gemäß Figur 5 die Steuerschicht 6 in einem zentralen Bereich 22 mit dieser Temperatur Tm unterhalb des Bereiches 16 der Speicherschicht 2 weichmagne tisch und schirmt das Schaltfeld H12 gegenüber dem Bereich 16 ab und das I-Signal wird durch das Grundfeld H11 in den Bereich 16 der Speicherschicht 2 eingeschrieben. In einem Bereich 23 am Rand des zentralen Bereiches 22 fehlt die Abschirmung, dieser ringförmige Bereich 23 liegt jedoch außerhalb des schreibfähigen Bereiches 16 der Speicherschicht 2.
Ferner kann für die Steuerschicht 6 ein Material gewählt werden, das beispielsweise bei Raumtemperatur TA keine Magnetisierung M und einen hohen Gutefaktor Q = 2 K/μoMs 2 hat.
Gemäß dem Diagramm der Figur 6, in dem die Magnetisierung M über der Temperatur T aufgetragen ist, steigt die Magnetisierung M mit zunehmender Temperatur T bis zu einem Maximalwert an und fällt dann dicht unterhalb der Curie-Temperatur Tc steil ab. Der Gütefaktor Q zeigt eine Abnahme bis zur Curie-Temperatur Tc. Diese Eigenschaft hat beispielsweise Terbium-Eisen-Kobalt mit der Zusammensetzung TbxFeyCo1-x-y, wobei X ≈ 0,2 und y ≈ 0,7 ist. Zum Einschreiben eines O-Signals wird die Temperatur erhöht bis zur Temperatur To, bei der die Steuerschicht 6 im Bereich 22 durch den hohen Gütefaktor Q keine abschirmende Wirkung hat und das Schaltfeld H12 zum schreibfähigen Bereich 16 der Speicherschicht 2 durchdringt. Bei einer erhöhten Temperatur TI mit hoher Magnetisierung MI und geringer magnetischer Anisotropie K wird der Bereich 22 weichmagnetisch, er schirmt das Schaltfeld H12 ab und das I-Signal wird durch das Grundfeld H11 eingeschrieben.
In der besonderen Ausführungsform des Datenspeichersystems gemäß Figur 7 ist die Mehrschichtstruktur mit der Speicherschicht 2, der Isolierschicht 4 und der Steuerschicht 6 auf einem Substrat 20 angeordnet, das beispielsweise aus Glas bestehen kann. Eine Schaltfeldquelle 13 ist in der Mehrschichtstruktur als hartmagnetische Dünnschicht mit einem periodischen Magnetisierungsmuster, beispielsweise mit Bereichen abwechselnd einander entgegengerichteter Magnetisierung 23, integriert, deren Periodenlänge C jeweils den Abstand zwischen nebeneinander liegenden Datenspuren entspricht. Jeweils in den nicht Divergenz-freien Bereichen der Magnetisierungen 23 tritt aas nicht näher bezeichnete Schaltfeld aus, das bei Raumtemperatur nach oben durch die Steuerschicht 6 abgeschirmt wird. Die Länge C dieser Bereiche kann beispielsweise jeweils etwa 1,6 μm betragen.
In der Ausführungsform eines Datenspeichersystems gemäß Figur 8 ist das Substrat 20 mit Rillen 21 versehen, deren Breite D beispielsweise etwa 1 μm betragen kann. Auf dieser Flachseite wird das Substrat 20 mit einer magnetooptischen Speicherschicht 2 versehen, die durch eine Isolierschicht 4 von der Steuerschicht 6 getrennt ist. An ihrer unteren freien Oberfläche wird diese Mehrschichtstruktur mit einer Schaltfeldquelle 14 als Dünnfilm versehen, der eine Vorzugsrichtung für die Magnetisierung senkrecht zur Filmebene aufweist. Diese Schaltfeldquelle 14 kann beispielsweise aus Mangan-Wismut MnBi, vorzugsweise aus Terbium-Kobalt TbCo, insbesondere aus Kobalt-Palladium CoPd, bestehen. Diese Dünnschicht kann vorzugsweise aus mehreren Schichten bestehen, die nacheinander aufgebracht sind. Die Tiefe a der Rillen 21 wird vorzugsweise gleich dem Produkt aus einer ungeraden Zahl mit einem Viertel der Wellenlänge (λ/4) des Lichts im Substrat 20 gewählt und kann beispielsweise etwa 0,25 μm betragen.
In der besonderen Ausführungsform des Datenspeichersystems gemäß Figur 9 sind einer gemeinsamen Schaltfeldquelle 14 zwei Mehrschichtstrukturen zugeordnet, die jeweils eine Speicherschicht 2 bzw. 3, eine Isolierschicht 4 bzw. 5 und eine Steuerschicht 6 bzw. 7 enthalten. In dieser Ausführungsform erhält man einen doppelten Speicherinhalt des Systems.
24 Patentansprüche 9 Figuren

Claims

Patentansprüche
1. Datenspeichersystem mit thermisch direkt überschreibbarer Information, bei dem das Überschreiben der Information durch fokussierbare und in Wärmeenergie umwandelbare Strahlung mit steuerbarer Intensität in Bereichen mit veränderbarer Magnetisierungsrichtung erfolgt, mit einer Mehrschichtstruktur, die mindestens eine magnetische Speicherschicht, eine Wärmediffusionsschicht und eine magnetische Steuerschicht enthält, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t , daß eine zusätzliche magnetische Schaltfeldquelle (12 bis 14) vorgesehen ist und daß durch die Temperatur der Steuerschicht (6) die Gesamtfeldverteilung der Schaltfeldquelle (12) und der Steuerschicht (6) in der Speicherschicht (2) veränderbar ist.
2. Datenspeichersystem nach Anspruch 1, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t , daß als Schaltfeldquelle (12) ein getrennter Dauermagnet vorgesehen ist.
3. Datenspeichersystem nach Anspruch 2, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t , daß der Dauermagnet mit einem magnetischen Rückschluß (15) versehen ist.
4. Datenspeichersystem nach einem der Ansprüche 1 oder 3, D a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t , daß die Schaltfeldquelle (12) aus Samarium-Cobalt SmCo besteht.
5. Datenspeichersystem nach einem der Ansprüche 1 bis 3, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t , daß die Schaltfeldquelle (12) aus Niob-Eisen-Cobalt NbFeCo besteht.
6. Datenspeichersystem nach einem der Ansprüche 1 bis 5, g e k e n n z e i c h n e t durch eine Steuerschicht (6) mit in verschiedenen Temperaturbereichen unterschiedlicher relativer Permeabilität μr.
7. Datenspeichersystem nach einem der Ansprüche 1 bis 6, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t , daß die Steuerschicht (6) wenigstens teilweise aus einem Material besteht, dessen weichmagnetische Eigenschaften sich bei erhöhter Temperatur ändern.
8. Datenspeichersystem nach Anspruch 7, g e k e n n z e i c h n e t durch eine Steuerschicht (6) aus KobaltZirkon CoZr.
9. Datenspeichersystem nach Anspruch 7 oder 8, g e k e n n z e i c h n e t durch eine Steuerschicht aus Kobalt-EisenZirkon CoFeZr besteht.
10. Datenspeichersystem nach einem der Ansprüche 1 bis 9, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t , daß die Steuerschicht (6) aus einem ferrimagnetischen Material besteht mit einer Kompensationstemperatur TK, die wesentlich geringer ist als seine Curie-Temperatur Tc, und daß innerhalb des Bereiches zwischen der Kompensationstemperatur TK und der CurieTemperatur Tc die Magnetisierung Ms groß und die magnetische
Anisotropie K gering ist und im "0"-Bereich mit einer Temperatur To die Magnetisierung MS wenigstens annähernd Null ist (Figur 4).
11. Datenspeichersystem nach Anspruch 10, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t , daß die Steuerschicht (6) aus Terbium-Eisen-Kobalt TbFeCo besteht.
12. Datenspeichersystem nach einem der Ansprüche 1 bis 9, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t , daß die Steuerschicht (6) aus einem ferrimagnetischen Material besteht, bei dem bei Raumtemperatur TR und beim Einschreiben eines O-Signals der Gütefaktor Q >> 1 ist und bei dem dicht unterhalb der Curie-Temperatur T die Magnetisierung M groß und der Gütefaktor Q klein ist (Fig. 6).
13. Catenspeichersystem nach Anspruch 12, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t , daß die Steuerschicht (6) aus Terbium-Eisen-Kobalt TbFeCo besteht, bei dem im Temperaturbereich dicht unterhalb der Curie-Temperatur Tc der Gütefaktor Q « 1 ist.
14. Datenspeichersystem nach einem der Ansprüche 1 bis 13, g e k e n n z e i c h n e t durch eine Speicherschicht (2) aus Ytterbium-Terbium-Eisen-Kobalt YbTbFeCo.
15. Datenspeichersystem nach einem der Ansprüche 1 bis 14, g e k e n n z e i c h n e t durch eine Wärmediffusionsschicht (4) aus Selen Se.
16. Datenspeichersystem nach einem der Ansprüche 1 bis 15, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t , daß die Wärmediffusionsschicht aus Aluminiumnitrid besteht.
17. Datenspeichersystem nach einem der Ansprüche 1 und 6 bis 16, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t , daß als Schaltfeldquelle (13) ein integrierter Dauermagnet als Dünnfilm mit magnetischer Vorzugsachse vorgesehen ist.
18. Datenspeichersystem nach Anspruch 17, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t , daß ein integrierter Dauermagnet mit einer periodischen Magnetisierung dem Muster der Datenspuren entspricht (Fig. 7).
19. Datenspeichersystem nach Anspruch 17, g e k e n n z e i c h n e t durch eine Rillenstruktur der Oberfläche und eine dauermagnetische Schicht (14) mit einer magnetischen Anisotropie senkrecht zu den Flachseiten.
20. Datenspeichersystem nach einem der Ansprüche 1 bis 19,d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t , daß eine zusätzliche Grundfeldquelle (11) vorgesehen ist.
21. Datenspeichersystem nach einem der Ansprüche 1 bis 20, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t , daß die Intensität der Schaltfeldquelle (12) bei fehlender Abschirmung der Steuerschicht (6) wenigstens im Randgebiet eines schreibfähigen Bereiches (16) der Speicherschicht (2) wenigstens das Doppelte der Intensität der Grundfeldquelle (11) beträgt.
22. Datenspeichersystem nach einem der Ansprüche 17 bis 21, g e k e n n z e i c h n e t durch eine gemeinsame Schaltfeldquelle (14), der Mehrschichtstrukturen zugeordnet sind, die mindestens jeweils eine Speicherschicht (2, 3) und jeweils eine Wärmediffusionsschicht (4, 5) sowie Steuerschicht (6, 7) enthalten (Figur 9).
23. Datenspeichersystem nach einem der Ansprüche 1 bis 22, g e k e n n z e i c h n e t durch einen Laser als Strahlungsquelle (8) mit zusätzlich stufenweise steuerbarer Intensität.
24. Datenspeichersystem nach Anspruch 22, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t , daß für das Auslesen, das Einschreiben eines O-Signals und eines I-Signals jeweils eine Stufe der Intensität der Strahlungsquelle (8) vorgesehen ist.
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