JP2003288778A

JP2003288778A - 磁気バブルメモリ装置

Info

Publication number: JP2003288778A
Application number: JP2002092832A
Authority: JP
Inventors: Akiyoshi Ito; 彰義伊藤; Katsuji Nakagawa; 活二中川
Original assignee: Nihon University
Current assignee: Nihon University
Priority date: 2002-03-28
Filing date: 2002-03-28
Publication date: 2003-10-10

Abstract

(57)【要約】【課題】磁気バブルメモリから磁気バブルを検出す
る。【解決手段】磁気バブルの形成により所定の情報が記
録されている磁気バブルメモリと、磁気バブルメモリの
側面まで磁気バブルを転送する転送路を生成する転送路
生成部と、磁気バブルメモリの側面から磁気バブルの有
無を検出する磁気バブル検出部とを備え、磁気バブル検
出部は、転送路生成部で生成された転送路に沿って転送
されてくる磁気バブルの有無を磁気バブルメモリの側面
から検出する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、磁気バブルメモリ
の表面上に記録した情報を、上記磁気バブルメモリの側
面から読み出す磁気バブルメモリ装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】近年、ＩＴ産業の目覚ましい発展によ
り、家庭等においてもデータ量の大きな情報を扱う機会
が多くなってきている。これにともない、記録媒体の大
容量化が求められている。例えば、テープ状記録媒体で
は、媒体材料に小さな磁性粒子を用いる等して記録密度
の向上を図っている。また、ディスク状記録媒体では、
ディスク上に形成する記録マークサイズの微小化により
記録密度を向上したり、記録層を多層化して光磁気記録
媒体の大容量化を図っている。また、上記以外の形態で
ある磁気バブルメモリ等の記録媒体においても同様に大
容量化が図られている。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】しかし、テープ状記録
媒体において、小さな磁性粒子を用いた媒体を使用して
も、再生ヘッドの検出感度以下の記録マークは形成する
ことができない。したがって、媒体材料の選択による高
密度化には限界がある。また、テープ状記録媒体では、
ランダムリード・ライトが困難なために、高速にデータ
にアクセスすることができない。

【０００４】また、ディスク状記録媒体では、ランダム
リード・ライトの採用によりデータに高速アクセスが可
能であるが、高密度化の実現には、以下のような問題点
がある。記録マークサイズは、再生装置の再生ヘッドが
検出できる程度の大きさまでしか微小化できないため、
高密度記録に限界が生じる。また、ディスク状記録媒体
の記録層の多層化においても、十数層以上の多層化は、
容易にはできず、情報の再生も容易ではない。また、デ
ィスク状記録媒体では、ヘッドの物理的な移動によりデ
ィスクからデータを読み出す構成のため、装置自体が大
規模化する。

【０００５】そこで、本発明は、上述したような実情に
鑑みて提案されたものであり、記録容量の大規模化を図
った磁気バブルメモリの磁気バブルを上記磁気バブルメ
モリの側面で検出する磁気バブル検出装置を提供するこ
とを目的とする。

【０００６】

【課題を解決するための手段】本発明に係る磁気バブル
検出装置は、上述の課題を解決するために、磁気バブル
の形成により所定の情報が記録されている磁気バブルメ
モリと、上記磁気バブルメモリの側面まで上記磁気バブ
ルを転送する転送路を生成する転送路生成手段と、上記
磁気バブルメモリの側面から磁気バブルの有無を検出す
る磁気バブル検出手段とを備え、上記磁気バブル検出手
段は、上記転送路生成手段で生成された転送路に沿って
転送されてくる磁気バブルの有無を上記磁気バブルメモ
リの側面から検出することを特徴とする。

【０００７】このような磁気バブルメモリ装置では、磁
気バブル検出手段により、転送路生成手段で生成された
転送路に沿って転送されてくる磁気バブルの有無を磁気
バブルメモリの側面から検出する。

【０００８】

【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態につい
て図面を参照しながら詳細に説明する。

【０００９】本発明の磁気バブルメモリ装置１は、図１
に示すように、再生光照射部１１と、ハーフミラー１２
と、集光レンズ１３と、光検出部１４とを備え、磁気バ
ブルメモリ１５の側面から磁気バブルの有無を検出す
る。

【００１０】ここで、磁気バブルメモリ１５について説
明する。図２（ａ）に示すように、蛇状磁区が形成され
ている垂直磁化膜に対して、垂直方向に磁界Ｈｂを印可
していくと、磁界Ｈｂと反対方向を向いていた磁区の領
域のエネルギーが高くなり、磁区面積が減少する。そし
て、図２（ｂ）に示すように、磁界Ｈｂ１付近で急に円
筒磁区（以下、磁気バブルという。）が生じる。このよ
うな磁気バブルを形成するには、保持力が小さく、磁化
が膜面に垂直になる媒体材料を選ぶ必要がある。保持力
が小さいためには、媒体材料が単結晶である必要があ
り、また、容易に単結晶薄膜が作成できることも必要で
ある。これらの条件を満たす材料として、オルソフェラ
イト（ＲＦｅＯ_３）、磁性ガーネット（Ｒ_３Ｆｅ_５Ｏ
_１２）やヘキサゴナルフェライト（ＭＦｅ_１２Ｏ_１９）
等が知られている。

【００１１】つぎに、上述のように生成した磁気バブル
を磁気バブルメモリ１５内で転送させる第１の方法につ
いて以下に述べる。

【００１２】磁気バブルメモリ１５の表面上に、図３に
示すように、パーマロイ等の磁性薄膜を蒸着し、エッチ
ングでＴ型やＩ型のパターン（以下、ＴＩパターンとい
う。）を施す。ＴＩパターンが施された磁気バブルメモ
リ１５の面内方向に、図４に示すように、回転磁界Ｈｒ
を印加する。ＴＩパターンは、回転磁界Ｈｒが（１）→
（２）→（３）→（４）と変化するのにともなって、Ｔ
Ｉパターンの磁極（磁気モーメントの方向）が時間的に
変化し、ＴＩパターン上に磁気バブルが転送される転送
路（（１）’→（２）’→（３）’→（４）’）が形成
される。

【００１３】磁気バブルが転送路上を転送される原理
は、以下の通りである。磁気バブルの上側がＮ極であっ
た場合、回転磁界Ｈｒが（１）の方向に磁界を印加した
ことによりＴＩパターンの（１）’の位置にＳ極が生
じ、上記磁気バブルがそこに（（１）’）引きつけら
れ、その後、回転磁界Ｈｒが（２）の方向に磁界を印可
したことによりＴＩパターンの（２）’の位置にＳ極が
生じ、上記磁気バブルがそこに（（２）’）に引きつけ
られ、その後、回転磁界Ｈｒが（３）の方向に磁界を印
可したことによりＴＩパターンの（３）’の位置にＳ極
が生じ、上記磁気バブルがそこに（（３）’）に引きつ
けられ、そして、回転磁界Ｈｒが（４）の方向に磁界を
印可したことによりＴＩパターンの（４）’の位置にＳ
極が生じ、上記磁気バブルがそこに（（４）’）に引き
つけられる。

【００１４】このようにして、磁気バブルは、回転磁界
Ｈｒの回転にともなってＴＩパターン上に形成される転
送路に沿って転送される。なお、磁気バブル上のパター
ンの配列を工夫することにより、高周波数の回転磁界を
用いて、磁気バブルを高速に転送することが可能とな
る。

【００１５】つぎに、磁気バブルを磁気バブルメモリ１
５内で転送させる第２の方法について以下に述べる。

【００１６】図５に示すように、磁気バブルメモリ１５
は、第１の電流シート１００及び第２の電流シート１０
１が積層されており、第１の電流シート１００及び第２
の電流シート１０１に所定の間隔で窓が開けられてい
る。第１の電流シート１００及び第２の電流シート１０
１に、所定の電流を印加することで、第１の電流シート
１００と第２の電流シート１０１の間に磁気バブルを転
送する転送路を形成し、形成した転送路に沿って磁気バ
ブルを転送する。なお、第１の電流シート１００に開け
た窓と、第２の電流シート１０１に開けた窓とは、IEEE
Transaction onmagnetics,Vol.MAG-23,No.5,September
1987(p3361〜3363)記載のように、ずれるように配置す
る。

【００１７】磁気バブルが転送路上を転送される原理
は、以下の通りである。磁気バブルの上側がＮ極であっ
た場合、第１の電流シート１００に、図６に示す方向に
電流Ｉ１を印可し、窓Ａの（１）’の磁気バブルメモリ
１５内側にＳ極を生じさせ、上記磁気バブルをそこに
（（１）’）に引きつけ、その後、電流Ｉ１を止め、第
２の電流シート１０１に図６に示す方向に電流Ｉ２を印
可し、窓Ｂの（２）’の磁気バブルメモリ１５内側にＮ
極を生じさせ、上記磁気バブルをそこに（（２）’）に
引きつけ、その後、電流Ｉ２を止め、第１の電流シート
１００に図６に示す方向に電流Ｉ１を印可し、窓Ｃの
（３）’の磁気バブルメモリ１５内側にＳ極を生じさ
せ、上記磁気バブルをそこに（（３）’）に引きつけ、
その後、電流Ｉ１を止め、第２の電流シート１０１に図
６に示す方向に電流Ｉ２を印可し、窓Ｄの（４）’の磁
気バブルメモリ１５内側にＮ極を生じさせ、上記磁気バ
ブルをそこに（（４）’）に引きつける。なお、上記転
送には、図７に示すように、所定の電流を窓が配置され
てる電流シートに印加することにより、窓Ｘのα側とβ
側とで発生する磁界の向きが異なる現象を利用してい
る。

【００１８】このようにして、磁気バブルは、第１の電
流シート１００と第２の電流シート１０１の間に形成さ
れる転送路に沿って転送される。なお、第１の電流シー
ト１００と第２の電流シート１０１に開けられる窓の配
置及び印可される電流量により磁気バブルを高速に転送
することが可能である。

【００１９】つぎに、上述のような磁気バブルメモリ１
５の側面から転送されてきた磁気バブルを検出する磁気
バブルメモリ装置１の動作について説明する。

【００２０】磁気バブルメモリ装置１は、再生光照射部
１１から照射した再生光をハーフミラー１２及び集光レ
ンズ１３を介して上述した磁気バブルメモリ１５の側面
に照射する。磁気バブルメモリ１５は、照射された再生
光を反射する。反射された反射光は、集光レンズ１３、
ハーフミラー１２を介して光検出部１４に出射される。

【００２１】光検出部１４は、波長板１６と、ビームス
プリッタ（以下、ＢＳと呼ぶ。）１７と、第１の光検出
器１８と、第２の光検出器１９とを備えている。光検出
部１４は、入射された反射光を波長板１６及びＢＳ１７
を介して第１の光検出器１８及び第２の光検出器１９に
出射する。

【００２２】このように構成された磁気バブルメモリ装
置１は、磁気バブルメモリ１５の側面に再生光を照射
し、その反射光から磁気バブルの有無を光検出部１４で
検出するので、磁気バブルメモリ１５の平面上に記録し
た情報を側面から読み出すことができる。したがって、
本発明を適用した磁気バブル検出装置１では、磁気バブ
ルメモリ１５の側面から情報を読み出すため、例えば、
磁気バブルメモリ１５の占有面積を小規模化するため
に、図８（ａ）に示すように、渦状に巻いた形態として
も情報を読み出すことができ、また、図８（ｂ）に示す
ように、波状の形態としても情報を読み出すことができ
る。なお、磁気バブルメモリ１５の形態は、磁気バブル
メモリ装置１が磁気バブルメモリ１５の側面にアクセス
し、情報を読み出せる形態であれば上述以外でも良い。
また、磁気バブルメモリ１５を積層した形態でも良い。

【００２３】つぎに、第２の実施の形態について説明す
る。磁気バブルメモリ装置２は、図９に示すように、磁
気ヘッド２０と、増幅部２１と、検出部２２とを備え、
上述した磁気バブルメモリ１５の側面から磁気バブルの
有無を検出する。

【００２４】磁気ヘッド２０は、増幅部２１に接続され
ている。磁気ヘッド２０は、制御部の制御に応じて、上
述した磁気バブルメモリ１５の側面に接近し、磁気バブ
ルメモリ１５の磁気バブルから出力される磁気信号を検
出する。そして、磁気ヘッド２０は、検出した磁気信号
を増幅部２１に供給する。増幅部２１は、磁気ヘッド２
０と検出部２２とに接続されている。増幅部２１は、磁
気ヘッド２０から供給された磁気信号を増幅し、検出部
２２に供給する。検出部２２は、増幅部２１から供給さ
れた磁気信号を検出する。

【００２５】ここで、磁気ヘッド２０の動作について説
明する。磁気ヘッド２０は、磁気信号を検出する磁気信
号検出用内部コイルを備えている。上記磁気ヘッド２０
を磁気バブルメモリ１５に接近させると、磁気ヘッド２
０のギャップ領域付近にある磁気バブルの磁気信号を磁
気信号検出用内部コイルで検出する。

【００２６】また、磁気ヘッド２０は、例えば、磁気抵
抗効果膜（以下、ＭＲ膜と呼ぶ）と、電極とを備えるＭ
Ｒ型磁気ヘッドである。ＭＲ膜は、Ｎｉ−Ｆｅ合金等か
らなっており、外部磁界に応じて電気抵抗の変化を検出
する。また、ＭＲ膜は、両端に一対の電極を備えてい
る。ＭＲ膜は、外部磁界によって抵抗値が変化する膜で
あり、磁気記録媒体に記録された磁気信号を再生する。

【００２７】このようなＭＲ膜には、異方性磁気抵抗効
果を利用したＡＭＲ素子と、巨大磁気抵抗効果を利用し
たＧＭＲ素子とがある。

【００２８】ＡＭＲ素子は、異方性磁気抵抗効果を示す
強磁性体を用いた素子である。ＡＭＲ素子に使用される
強磁性体は、磁壁の移動に伴うバルクハウゼンノイズを
低減するために、単磁区化されていることが好ましい。
そこで、バルクハウゼンノイズの低減を図ったＡＭＲ素
子として、異方性磁気抵抗効果を示す強磁性体と隣接す
るように反強磁性体を配したものがある。このように構
成されたＡＭＲ素子では、反強磁性体と強磁性体の間の
交換結合磁界により、強磁性体の磁区が制御されて単磁
区化されるので、磁壁によるバルクハウゼンノイズが抑
制される。

【００２９】一方、ＧＭＲ素子は、積層構造を有し、巨
大磁気抵抗効果によって抵抗値が変化する素子であり、
通常、ＡＭＲ素子よりも大きな抵抗変化が得られる。こ
のＧＭＲ素子には、超格子構造と、弱い磁界でも抵抗値
が変化するスピンバルブ構造とがある。スピンバルブ構
造のＧＭＲ素子は、反強磁性層と、第１の強磁性層と、
非磁性層と、第２の強磁性層とが積層されてなる。すな
わち、スピンバルブ構造のＧＭＲ素子では、第１の強磁
性層及び第２の強磁性層が薄い非磁性層で分離され、第
１の強磁性層上に反強磁性層が設けられる。

【００３０】ＧＭＲ素子において、反強磁性層と隣接し
た第１の強磁性層は、反強磁性層との磁気的な結合によ
り、磁化方向が固定される。一方、非磁性層と隣接した
第２の強磁性層は、磁化方向が外部磁界により容易に変
化する。

【００３１】このような構成を有するＧＭＲ素子に外部
から磁界が印加されると、第１の強磁性層の磁化方向は
変化せず、第２の強磁性層の磁化方向だけが変化する。
そして、第１の強磁性層の磁化方向と第２の強磁性層と
の磁化方向の成す角度が大きくなると、抵抗値が増大す
る。これは、第１の強磁性層と第２の強磁性層との間を
移動する電子が、非磁性層と第１の強磁性層及び第２の
強磁性層との界面で散乱することによる。

【００３２】このように構成された磁気バブルメモリ装
置２は、磁気バブルメモリ１５の側面から磁気バブルの
磁気信号を検出するので、上記磁気バブルの磁気信号の
検出の有無により、磁気バブルメモリ１５の平面上に記
録した情報を側面から読み出すことができる。したがっ
て、本発明を適用した磁気バブルメモリ装置２では、磁
気バブルメモリ１５の平面上に記録した情報を側面から
読み出すことができる。したがって、本発明を適用した
磁気バブル検出装置１では、磁気バブルメモリ１５の側
面から情報を読み出すため、例えば、磁気バブルメモリ
１５の占有面積を小規模化するために、図８（ａ）に示
すように、渦状に巻いた形態としても情報を読み出すこ
とができ、また、図８（ｂ）に示すように、波状の形態
としても情報を読み出すことができる。なお、磁気バブ
ルメモリ１５の形態は、磁気バブルメモリ装置１が磁気
バブルメモリ１５の側面にアクセスし、情報を読み出せ
る形態であれば上述以外でも良い。また、磁気バブルメ
モリ１５を積層した形態でも良い。

【００３３】

【発明の効果】以上詳細に説明したように、本発明に係
る磁気バブル検出装置は、磁気バブルメモリの平面上に
形成した磁気バブルを、所定の方法により磁気バブルメ
モリの側面まで転送し、磁気バブルメモリの側面から上
記磁気バブルの有無を検出するので、許容される限界ま
で螺旋状に巻いた磁気バブルメモリの側面から磁気バブ
ルの有無を検出でき、上記磁気バブルメモリを大容量化
することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明を適用した磁気バブル検出装置の第１の
構成を示すブロック図である。

【図２】磁気バブルメモリに磁気バブルが発生する様子
を示す図である。

【図３】ＴＩパターンをエッチングした磁気バブルメモ
リの模式図である。

【図４】回転磁界により磁気バブル上に転送路を形成す
る様子を示す図である。

【図５】第１の電流シート及び第２の電流シートを積層
した磁気バブルメモリの模式図である。

【図６】電流の制御により第１の電流シート及び第２の
電流シートの間に転送路を形成する様子を示す図であ
る。

【図７】電流の印加により磁界が発生する原理を説明す
る図である。

【図８】磁気バブルメモリの形態の一例を示す図であ
る。

【図９】本発明を適用した磁気バブル検出装置の第２の
構成を示すブロック図である。

【符号の説明】

１，２磁気バブルメモリ装置、１１再生光照射部、
１２ハーフミラー、１３集光レンズ、１４光検出
部、１５磁気バブルメモリ、１６波長板、１７ビ
ームスプリッタ、１８第１の光検出器、１９第２の
光検出器、２０磁気ヘッド、２１増幅部、２２検出
部、１００第１の電流シート、１０１第２の電流シ
ート

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】磁気バブルの形成により所定の情報が記
録されている磁気バブルメモリと、上記磁気バブルメモリの側面まで上記磁気バブルを転送
する転送路を生成する転送路生成手段と、上記磁気バブルメモリの側面から磁気バブルの有無を検
出する磁気バブル検出手段とを備え、上記磁気バブル検出手段は、上記転送路生成手段で生成
された転送路に沿って転送されてくる磁気バブルの有無
を上記磁気バブルメモリの側面から検出することを特徴
とする磁気バブルメモリ装置。
【請求項２】上記転送路生成手段は、上記磁気バブル
メモリの面内方向に磁界を回転するように印加すること
により、上記磁気バブルメモリの側面まで磁気バブルを
転送する転送路を生成することを特徴とする請求項１記
載の磁気バブルメモリ装置。
【請求項３】上記磁気バブルメモリに所定の間隔で窓
が空いている第１及び第２の電流シートが積層されてお
り、上記転送路生成手段は、上記第１及び第２の電流シ
ートの所定の方向に電流を印加することにより、上記磁
気バブルメモリの側面まで磁気バブルを転送する転送路
を上記第１及び第２の電流シートの窓に沿って生成する
ことを特徴とする請求項１記載の磁気バブルメモリ装
置。
【請求項４】上記磁気バブル検出手段は、上記磁気バブルメモリの側面に再生光を照射する再生光
照射手段と、上記照射による反射光を検出する反射光検出手段とを備
えることを特徴とする請求項１記載の磁気バブル検出手
段。
【請求項５】上記磁気バブル検出手段は、上記磁気バ
ブルメモリの側面から漏れ磁界を検出する磁気ヘッドで
あることを特徴とする請求項１記載の磁気バブルメモリ
装置。
【請求項６】上記磁気バブル検出手段は、渦状に巻か
れた上記磁気バブルメモリの側面から磁気バブルの有無
を検出することを特徴とする請求項１記載の磁気バブル
メモリ装置。
【請求項７】上記磁気バブル検出手段は、波状に形成
された上記磁気バブルメモリの側面から磁気バブルの有
無を検出することを特徴とする請求項１記載の磁気バブ
ルメモリ装置。