JP2008072124A

JP2008072124A - 磁区壁の移動を用いた情報保存装置の情報記録方法及び情報読み取り方法

Info

Publication number: JP2008072124A
Application number: JP2007239832A
Authority: JP
Inventors: Chee-Kheng Lim; 志慶林; Eun-Sik Kim; 恩植金
Original assignee: Samsung Electronics Co Ltd
Current assignee: Samsung Electronics Co Ltd
Priority date: 2006-09-15
Filing date: 2007-09-14
Publication date: 2008-03-27
Anticipated expiration: 2027-09-14
Also published as: CN101145390B; US7924594B2; JP5311786B2; US7751224B2; KR20080024902A; KR100837403B1; CN101145390A; US20080068936A1; US20100238698A1

Abstract

【課題】磁区壁の移動を用いた情報保存装置の情報記録方法及び情報読み取り方法を提供する。
【解決手段】書き込みトラック、書き込みトラック上に形成された中間層、及び中間層上に形成された情報保存トラックを備える磁区壁の移動を用いた情報保存装置の情報記録方法及び情報保存トラックに記録された情報の読み取り方法である。
【選択図】図２

Description

本発明は、情報保存装置の情報記録及び読み取り方法に係り、さらに詳細には、磁性材料の磁区壁（ｍａｇｎｅｔｉｃｄｏｍａｉｎｗａｌｌ）移動を用いた情報保存装置に情報を記録及び読み取る方法に関する。

情報産業の発達につれて、大容量の情報処理が要求され、高容量の情報を保存できる情報記録媒体に関する需要が持続的に増大しつつある。需要の増大によって、情報保存速度が速く、小型の情報記録媒体に関する研究が進んでおり、結果として多様な種類の情報保存装置が開発された。一般的に、情報記録媒体として広く使われるＨＤＤ（ＨａｒｄＤｉｓｋＤｒｉｖｅ）は、読み取り／書き込みヘッドと情報が記録される回転媒体とを含み、１００ＧＢ以上の高容量情報が保存されうる。しかし、ＨＤＤのように回転する部分を有する保存装置は、摩耗される傾向があり、動作時に失敗が発生する可能性が大きいため、信頼性が低下する短所がある。

最近では、磁性物質の磁区壁の移動原理を利用する新たなデータ保存装置に関する研究及び開発が行われている。

図１Ａないし図１Ｃは、磁区壁の移動原理を示す図である。図１Ａを参照すれば、第１磁区１１、第２磁区１２、及び第１磁区１１と第２磁区１２との境界である磁区壁１３を備える磁性ワイヤーが開示されている。

一般的に、磁性体を構成する磁気的な微小領域を磁区という。磁区内では、電子の自転、すなわち磁気モーメントの方向が同一である特徴を有する。このような磁区のサイズ及び磁化方向は、磁性材料の形状、サイズ及び外部のエネルギーによって適宜に制御されうる。磁区壁は、異なる磁化方向を持つ磁区の境界部分を示す。このような磁区壁は、磁性材料に印加される磁場または電流によって移動するという特徴がある。

図１Ａに示すように、所定の幅及び厚さを持つ磁性層内に特定方向を持つ複数の磁区を設けた後、外部から磁場または電流を印加した場合、磁区壁を移動させることができる。

図１Ｂを参照すれば、第２磁区１２から第１磁区１１方向に外部から磁場を印加すれば、磁区壁１３は、第２磁区１２から第１磁区１１方向、すなわち外部磁場の印加方向と同じ方向に移動することが分かる。同じ原理により、第１磁区１１から第２磁区１２方向に磁場を印加する場合、磁区壁１３は、第１磁区１１から第２磁区１２方向に移動する。

図１Ｃを参照すれば、第１磁区１１から第２磁区１２方向に外部から電流を印加すれば、磁区壁１３は、第２磁区１２から第１磁区１１方向に移動する。電流を印加する場合、電子は、反対方向に流れ、磁区壁１３は、電子の移動方向に共に移動するのである。すなわち、磁区壁は、外部電流の印加方向と反対方向に移動することが分かる。同じ原理により、第２磁区１２から第１磁区１１方向に電流を印加する場合、磁区壁１３は、第１磁区１１から第２磁区１２方向に移動する。

結果的に、磁区壁は、外部磁場や電流の印加を通じて移動させることが可能であり、これは、磁区の移動を意味する。

磁区壁の移動の原理は、ＨＤＤや不揮発性ＲＡＭのような情報保存装置に適用されうる。すなわち、特定方向に磁化された磁区及びこれらの境界である磁区壁を持つ磁性物質で磁区壁が移動することにより、磁性物質内の電圧が変化する原理を利用して、‘０'または‘１'のデータを書き込み／読み取り可能な不揮発性メモリ素子を具現できる。この場合、ライン状の磁性物質内に特定電流を流して、磁区壁の位置を変化させながらデータを書き込み／読み取り可能なので、非常に簡単な構造を有する高集積的素子の具現が可能である。したがって、磁区壁の移動原理を利用する場合、従来のＦＲＡＭ、ＭＲＡＭ及びＰＲＡＭなどに比べて、非常に大きい保存容量を持つメモリの製造が可能である。しかし、磁区壁の移動を用いた情報保存装置は、まだ開発初期段階にあり、依然として情報保存密度が低いという短所がある。したがって、高密度の最適化された構造を有する磁区壁の移動を用いたメモリ装置が要求される。

本発明は、磁区壁の移動を用いた情報保存装置に情報を記録する方法を提供することを目的とする。

また、本発明は、磁区壁の移動を用いた情報保存装置に記録された情報を読み取る方法を提供することを目的とする。

前記技術的課題を達成するために本発明では、書き込みトラック、前記書き込みトラック上に形成された中間層、及び前記中間層上に形成された情報保存トラックを備える磁区壁の移動を用いた情報保存装置の情報記録方法において、（ａ）前記中間層と接触する前記書き込みトラックに記録しようとするスピン方向を持つ第１磁区を位置させる段階と、（ｂ）前記書き込みトラックと接触する前記中間層を前記第１磁区と同じスピン方向を持つように磁化させる段階と、（ｃ）前記中間層と接触する前記情報保存トラックに、前記第１磁区と同じスピン方向を持つ第２磁区を形成する段階とを含む磁区壁の移動を用いた情報保存装置の情報記録方法を提供する。

本発明において、前記書き込みトラックは、第１磁区及び前記第１磁区の磁化方向と反対の磁化方向を持つ磁区を含むことを特徴とする。

本発明において、前記（ａ）段階は、前記書き込みトラックの両端部を通じて電流を印加することで、第１磁区を前記中間層と接触する領域に移動させることを特徴とする。

本発明において、前記（ｃ）段階は、前記情報保存トラックから前記書き込みトラック方向に電流を印加して、前記情報保存トラックに前記第２磁区を形成することを特徴とする。

本発明において、前記書き込みトラック及び前記情報保存トラックは、１０^５Ｊ／ｍ^３ないし１０^７J／ｍ^３の磁気異方性定数を持つ磁性物質から形成されたことを特徴とする。

本発明において、前記書き込みトラック及び前記情報保存用トラックは、ＣｏＰｔまたはＦｅＰｔのうち少なくともいずれか一つの物質を含んで形成されたことを特徴とする。

本発明において、前記中間層は、１０^２ないし１０^３Ｊ／ｍ^３の磁気異方性定数を持つ磁性物質から形成されたことを特徴とする。

本発明において、前記中間層は、ＮｉＦｅ、ＣｏＦｅ、Ｎｉ、Ｆｅ、Ｃｏ、またはこれらのうち少なくともいずれか一つの物質を含む合金物質から形成されたことを特徴とする。

また、本発明では、磁気抵抗センサーが形成された書き込みトラック、前記書き込みトラックの第１端部上に形成された中間層、及び前記中間層上に形成された情報保存トラックを含む磁区壁の移動を用いた情報保存装置の情報読み取り方法において、（ａ）前記書き込みトラックの異なる磁化方向を持つ磁区を前記書き込みトラックの第２端部側に移動させる段階と、（ｂ）前記情報保存トラックの磁区を前記中間層を介して前記書き込みトラック方向に移動させる段階と、（ｃ）前記磁気抵抗センサーを通じて前記情報保存トラックから前記書き込みトラックに移動した磁区の磁化方向を検出する段階とを含む磁区壁の移動を用いた情報保存装置の情報読み取り方法を提供する。

本発明において、前記（ａ）段階は、前記書き込みトラックの第１端部及び第２端部を介して電流を印加することによって、前記書き込みトラックの異なる磁化方向を持つ磁区を移動させることを特徴とする。

本発明において、前記（ｂ）段階は、前記前記情報保存トラック及び前記磁気抵抗センサーを通じて電流を印加することによって、前記情報保存トラックの磁区を前記書き込みトラックに移動させることを特徴とする。

本発明において、前記（ｃ）段階は、前記情報保存トラックの磁区を前記書き込みトラックに移動させた後、前記情報保存トラック及び前記書き込みトラックに電流を印加して、前記書き込みトラックに移動した磁区を前記磁気抵抗素子と接触させることを特徴とする。

本発明によれば、次のような長所がある。

第一に、情報保存装置の駆動時、ＨＤＤなどとは違って、磁気抵抗センサーや情報記録媒体を機構的に移動させず、情報を保存及び再生することが可能である。したがって、機械的摩耗がないので、寿命が長く、安定性に優れるという長所がある。

第二に、情報保存装置を非常に小さく形成でき、情報の書き込み及び読み取り動作が簡単なので、モバイル用に使用でき、超小型化が可能であるので、テラビット／ｉｎ^２の高密度の情報保存装置を提供できる。

以下、添付された図面を参照して、本発明の実施形態による磁区壁の移動を用いた情報保存装置の情報書き込み及び読み取り方法についてさらに詳細に説明する。ここで、図面に示す各層や領域の厚さ及び幅は、説明のために誇張されて図示された。

図２は、磁区壁の移動を用いた情報保存装置を示す図である。

図２を参照すれば、第１方向に形成された情報保存トラック（ｒｅｃｏｒｄｉｎｇｔｒａｃｋ）２１、第２方向に形成された書き込みトラック（ｗｒｉｔｉｎｇｔｒａｃｋ）２３、及び情報保存トラック２１と書き込みトラック２３との間に形成された中間層（ｓｏｆｔｍａｇｎｅｔｉｃｉｎｔｅｒｃｏｎｎｅｃｔｉｎｇｌａｙｅｒ）２２を含む構造の情報保存装置が示されている。

情報保存トラック２１及び書き込みトラック２３は、情報保存密度を高めるために、高い磁気異方性特性を有する物質を使用して形成する。磁気異方性定数（ｍａｇｎｅｔｉｃａｎｉｓｏｔｒｏｐｙｃＯＮｓｔａｎｔ）は、１０^５Ｊ／ｍ^３以上の物質を使用し、１０^５Ｊ／ｍ^３〜１０^７J／ｍ^３の磁気異方性エネルギー定数を持つ物質（ＨｉｇｈＫｕ）を使用することが望ましい。このような物質を具体的に例を挙げれば、垂直磁化特性を有するＣｏＰｔ、ＦｅＰｔまたはこれらを含む合金物質がある。情報保存トラック２１及び書き込みトラック２３は、単層または多層構造で形成でき、単層構造の場合、１〜１００ｎｍの厚さに形成することが望ましい。

中間層２２は、情報保存トラック２１及び書き込みトラック２３より低い磁気異方性定数を持つ物質（ＬｏｗＫｕ）から形成する。中間層２２の磁気異方性定数は、１０^３Ｊ／ｍ^３より小さな物質から形成し、１０^２〜１０^３Ｊ／ｍ^３の磁気異方性定数を持つ物質から形成することが望ましい。具体的に、ＮｉＦｅ、ＣｏＦｅ、Ｎｉ、Ｆｅ、Ｃｏ、またはこれらのうち少なくともいずれか一つの物質を含む合金から形成できる。中間層２２の厚さは、１０ｎｍ以上に形成し、１０〜１００ｎｍの厚さに形成することが望ましい。中間層２２は、単層及び多層構造で形成することができる。

図２では、情報保存トラック２１及び書き込みトラック２３が相互平行な方向に形成された構造を示しているが、使用環境によって適切にトラック方向を調節して構成できる。例えば、情報保存トラック２１及び書き込みトラック２３を交差する方向または垂直方向に形成できる。また、情報保存トラック２１及び書き込みトラック２３は、複数の磁区を有するワイヤー形態に形成できる。

以下、図２に示す磁区壁の移動を用いた情報保存装置の情報書き込み方法を図３Ａないし図３Ｈを参照して詳細に説明する。

図３Ａを参照すれば、情報保存トラック３１と書き込みトラック３３とが形成されており、情報保存トラック３１及び書き込みトラック３３の間には、中間層３２が形成されている。情報保存トラック３１の左側端部には、伝導性物質から形成された第１導線Ｅ１が形成されており、書き込みトラック３３の左側端部には、第２導線Ｅ２が形成されており、右側端部には、第３導線Ｅ３が形成されている。書き込みトラック３３には、磁化方向が上方である磁区領域Ａ１及び磁化方向が下方である磁区領域Ａ２が形成されている。情報保存トラック３１の場合、磁化方向が全て上方に形成されている。磁化方向が下方である場合を“０”に設定し、磁化方向が上方である場合を“１”に設定する場合、情報保存トラック３１に磁化方向が下方である“０”の情報を保存する方法を説明すれば、次の通りである。

図３Ｂを参照すれば、まず書き込みトラック３３の両端部の第１導線Ｅ１及び第２導線Ｅ２を介して電流を供給する。

図３Ｃを参照すれば、第２導線Ｅ２から第３導線Ｅ３方向に電流を流せば、磁区壁は、電流の方向と反対に移動する。磁区壁は、電子の移動方向によって共に移動するので、電流の方向と反対に移動するのである。したがって、第２導線Ｅ２方向に磁区壁が移動する。結果的に、書き込みトラック３３の磁区Ａ１は減少し、磁区Ａ２は増加する。磁区Ａ２が中間層３２の下部に位置すれば、中間層３２は、磁区Ａ２の影響を受けて、磁区Ａ２と同じ磁化方向を持つようになる。

図３Ｄを参照すれば、書き込みトラック３３の左端部の第２導線Ｅ２は、ＯＦＦに設定し、情報保存トラック３１の左端部の第１導線Ｅ１をＯＮに設定する。そして、第１導線Ｅ１及び第３導線Ｅ３を介して電流を流す。電流の流れ方向を第１導線Ｅ１から第３導線Ｅ３方向に設定すれば、中間層３２を介して、磁化方向が下方である磁区Ａ２が情報保存トラック３１に拡張されて、情報保存トラック３１の左側方向に磁化方向が下方である磁区Ａ３が拡張される。結果的に、情報保存トラック３１に磁化方向が下方である磁区Ａ３が生成され、“０”の情報が保存される。

図３Ｅを参照すれば、磁区Ａ３を情報保存トラック３１の左側方向に拡張するように、第１導線Ｅ１から第３導線Ｅ３方向に電流を流す。

次に、“０”の情報を情報保存トラック３１に記録した後、磁化方向が上方である磁区領域、すなわち“１”の情報を情報保存トラック３１に記録する過程を説明する。

図３Ｆを参照すれば、第１導線Ｅ１をＯＦＦに設定し、第２導線Ｅ２及び第３導線Ｅ３をＯＮに設定して電流を流す。

図３Ｇを参照すれば、第３導線Ｅ３から第２導線Ｅ２方向に電流が流れるようにする。第３導線Ｅ３から第２導線Ｅ２方向に電流が流れれば、電子は、第２導線Ｅ２から第３導線Ｅ３方向に移動する。したがって、磁化方向が上方である磁区Ａ１と磁化方向が下方である磁区Ａ２との境界である磁区壁は、書き込みトラック３３の右側方向に移動する。磁区Ａ１と磁区Ａ２との間の磁区壁が、中間層３２と対応する領域を通過するまで電流を印加する。磁区Ａ１が中間層３２と接触するため、中間層３２は、書き込みトラック３３の磁区Ａ１と同じ上方の磁化方向を持つようになる。

図３Ｈを参照すれば、第１導線Ｅ１及び第２導線Ｅ２をＯＮに設定し、第３導線Ｅ３をＯＦＦに設定する。第１導線Ｅ１から第２導線Ｅ２方向に電流を流せば、電子は、第２導線Ｅ２から第１導線Ｅ１方向に移動する。したがって、中間層３２を介して、情報保存トラック３１には、磁化方向が上方である磁区Ａ４が拡張される。結果的に、情報保存トラック３１には、磁化方向が下方である磁区Ａ３の右側に、磁化方向が下方である磁区Ａ４が位置する。したがって、“０”の情報領域右側に“１”の情報領域が発生する。

以下、図２に示す磁区壁の移動を用いた情報保存装置の情報読み取り方法を図４Ａないし図４Ｌを参照して詳細に説明する。

図４Ａを参照すれば、情報保存トラック４１と書き込みトラック４３とが形成されており、情報保存トラック４１及び書き込みトラック４３との間には、中間層４２が形成されている。中間層４２は、単層または多層に形成されうる。情報保存トラック４１の左側端部には、伝導性物質から形成された第１導線Ｅ１が形成されており、書き込みトラック４３の第１端部、具体的に左側端部には、第２導線Ｅ２が形成されており、第２端部、すなわち右側端部には、第３導線Ｅ３が形成されている。書き込みトラック４３の中央領域には、書き込みトラック４３の所定位置における磁区の磁化方向を読み出す磁気抵抗センサー４４が接触している。磁気抵抗センサー４４には、磁気抵抗センサー４４の抵抗状態を測定できる電極Ｓ１が形成されており、その両側部に書き込みトラック４３に電流を印加しうる第４導線Ｅ４及び第５導線Ｅ５が形成されている。磁気抵抗センサー４４は、一般的に記録媒体の磁化方向を検出できるＧＭＲ（ＧｉａｎｔＭａｇｎｅｔｏ−Ｒｅｓｉｓｔａｎｃｅ）センサーまたはＴＭＲ（ＴｕｎｎｅｌｉｎｇＭａｇｎｅｔｏ−Ｒｅｓｉｓｔａｎｃｅ）センサーを使用できる。

図４Ｂを参照すれば、書き込みトラック４３は、互いに反対方向の磁化方向を持つ二つの磁区が基本的に形成されていてはじめて、情報保存トラック４１に情報を記録できる。したがって、上方または下方に磁化された磁区Ｂ１、及び磁区Ｂ１と反対方向の磁化方向を持つ磁区を保存するために、まず、第１導線Ｅ１は、ＯＦＦに設定し、第２導線Ｅ２及び第３導線Ｅ３は、ＯＮに設定する。そして、電流を第３導線Ｅ３から第２導線Ｅ２方向に印加する。これにより、電子は、第２導線Ｅ２から第３導線Ｅ３方向に移動し、磁区Ｂ１領域が第３導線Ｅ３方向に拡張される。磁区Ｂ１が磁気抵抗センサー４４と接触する領域を通過するまで拡張するように電流を印加する。

図４Ｃを参照すれば、第１導線Ｅ１及びセンサー電極Ｅ４をＯＮに設定し、第２導線Ｅ２及び第３導線Ｅ３をＯＦＦに設定する。

図４Ｃ及び図４Ｄを参照すれば、第４導線Ｅ４から第１導線Ｅ１方向に電流を印加する。電子は、第１導線Ｅ１から第４導線Ｅ４方向に移動し、結果的に磁区Ｂ２及び磁区Ｂ３は、中間層４２を介して書き込みトラック４３方向に移動する。磁区Ｂ２は、磁区Ｂ１と同じ磁化方向を持つものであるので、磁区Ｂ１と組み合わせられる。

図４Ｅを参照すれば、第４導線Ｅ４から第１導線Ｅ１方向に持続的に電流を印加する。それにより、情報保存トラック４１の磁区が持続的に書き込みトラック４３に移動する。第４導線Ｅ４から第１導線Ｅ１に電流を印加することで、書き込みトラックの磁区Ｂ１は、第３導線Ｅ３方向に移動せずとも、情報保存トラック４１から磁区Ｂ３及び磁区Ｂ４が移動するため、その領域が次第に縮少する。結果的に、図４Ｆ及び図４Ｇに示すように、情報保存トラック４１の磁区Ｂ５及びＢ６が書き込みトラック４３領域に移動するまで、第１導線Ｅ１及び第４導線Ｅ４を介して電流を印加する。

図４Ｈを参照すれば、第１導線Ｅ１及び第３導線Ｅ３をＯＮに設定し、第３導線Ｅ３から第１導線Ｅ１方向に電流を印加する。電子は、第１導線Ｅ１から第３導線Ｅ３方向に移動し、磁区壁も同じ方向に移動する。

図４Ｉを参照すれば、情報保存トラック４１及び書き込みトラック４３の全てのトラック、例えば、磁区Ｂ１、Ｂ３、Ｂ４、Ｂ５及びＢ６が、いずれも書き込みトラック４３の右側端部である第３導線Ｅ３方向に移動する。磁区が、書き込みトラック４３と接触している磁気抵抗センサー４４を通過するので、磁気抵抗センサー４４では、磁区の磁化方向を読みながら磁区に記録された情報を読み込むのである。

所望の情報を全て読み取った後には、書き込みトラック４３の磁区を情報保存トラック４１の元の位置に移動させることで、読み取り動作を完了する。

図４Ｊないし図４Ｌを参照すれば、第１導線Ｅ１及び第３導線Ｅ３をＯＮに設定する。第１導線Ｅ１から第３導線Ｅ３方向に電流を印加する。この場合、電子は、第３導線Ｅ３から第１導線Ｅ１方向に移動し、磁区壁も同じ方向に移動する。磁区壁の移動によって書き込みトラック４３に位置した磁区Ｂ６、Ｂ５、Ｂ４及びＢ３は、中間層４２を介して情報保存トラック４１方向に移動する。結果的に、書き込みトラック４３の左側端部に磁区Ｂ１が位置するまで、第１導線Ｅ１及び第３導線Ｅ３を介して電流を印加することにより、磁区を元の位置に移動させて読み取り動作を完了する。

以上の説明で、多くの事項が具体的に記載されているが、これらは、発明の範囲を限定するものではなく、望ましい実施形態の例示として解釈されねばならない。例えば、本発明の半導体装置では、磁気抵抗センサーは、書き込みトラックの下方ではない軟磁性中間層と接触する情報保存トラックの上部に位置し、第４導線は、書き込みトラック下部の所定位置に形成してもよい。したがって、本発明の範囲は、説明された実施形態によって決定されず、特許請求範囲に記載された技術的思想によって決定されねばならない。

本発明は、情報保存装置関連の技術分野に好適に用いられる。

磁区壁の移動に関する基本原理を示す図である。磁区壁の移動に関する基本原理を示す図である。磁区壁の移動に関する基本原理を示す図である。磁区壁の移動を用いた情報保存装置を示す図である。本発明の実施形態による磁区壁の移動を用いた情報保存装置の情報記録方法を示す図である。本発明の実施形態による磁区壁の移動を用いた情報保存装置の情報記録方法を示す図である。本発明の実施形態による磁区壁の移動を用いた情報保存装置の情報記録方法を示す図である。本発明の実施形態による磁区壁の移動を用いた情報保存装置の情報記録方法を示す図である。本発明の実施形態による磁区壁の移動を用いた情報保存装置の情報記録方法を示す図である。本発明の実施形態による磁区壁の移動を用いた情報保存装置の情報記録方法を示す図である。本発明の実施形態による磁区壁の移動を用いた情報保存装置の情報記録方法を示す図である。本発明の実施形態による磁区壁の移動を用いた情報保存装置の情報記録方法を示す図である。本発明の実施形態による磁区壁の移動を用いた情報保存装置の情報読み取り方法を示す図である。本発明の実施形態による磁区壁の移動を用いた情報保存装置の情報読み取り方法を示す図である。本発明の実施形態による磁区壁の移動を用いた情報保存装置の情報読み取り方法を示す図である。本発明の実施形態による磁区壁の移動を用いた情報保存装置の情報読み取り方法を示す図である。本発明の実施形態による磁区壁の移動を用いた情報保存装置の情報読み取り方法を示す図である。本発明の実施形態による磁区壁の移動を用いた情報保存装置の情報読み取り方法を示す図である。本発明の実施形態による磁区壁の移動を用いた情報保存装置の情報読み取り方法を示す図である。本発明の実施形態による磁区壁の移動を用いた情報保存装置の情報読み取り方法を示す図である。本発明の実施形態による磁区壁の移動を用いた情報保存装置の情報読み取り方法を示す図である。本発明の実施形態による磁区壁の移動を用いた情報保存装置の情報読み取り方法を示す図である。本発明の実施形態による磁区壁の移動を用いた情報保存装置の情報読み取り方法を示す図である。本発明の実施形態による磁区壁の移動を用いた情報保存装置の情報読み取り方法を示す図である。

符号の説明

１１第１磁区
１２第２磁区
１３磁区壁
２１、３１、４１情報保存トラック
２２、３２、４２中間層
２３、３３、４３書き込みトラック
４４磁気抵抗センサー
Ｅ１、Ｅ２、Ｅ３、Ｅ４、Ｅ５導線

Claims

書き込みトラック、前記書き込みトラック上に形成された中間層、及び前記中間層上に形成された情報保存トラックを備える磁区壁の移動を用いた情報保存装置の情報記録方法において、
（ａ）前記中間層と接触する前記書き込みトラック領域に、記録しようとするスピン方向を持つ第１磁区を位置させる段階と、
（ｂ）前記書き込みトラックと接触する前記中間層を前記第１磁区と同じスピン方向を持つように磁化させる段階と、
（ｃ）前記中間層と接触する前記情報保存トラックに前記第１磁区と同じ磁化方向を持つ第２磁区を形成する段階と、を含むことを特徴とする磁区壁の移動を用いた情報保存装置の情報記録方法。
前記書き込みトラックは、第１磁区、及び前記第１磁区の磁化方向と反対の磁化方向を持つ磁区を含むことを特徴とする請求項１に記載の磁区壁の移動を用いた情報保存装置の情報記録方法。
前記（ａ）段階は、前記書き込みトラックの両端部を通じて電流を印加することで、第１磁区を前記中間層と接触する領域に移動させることを特徴とする請求項２に記載の磁区壁の移動を用いた情報保存装置の情報記録方法。
前記（ｃ）段階は、前記情報保存トラックから前記書き込みトラック方向に電流を印加して、前記情報保存トラックに前記第２磁区を形成することを特徴とする請求項１に記載の磁区壁の移動を用いた情報保存装置の情報記録方法。
前記書き込みトラック及び前記情報保存トラックは、１０^５Ｊ／ｍ^３ないし１０^７J／ｍ^３の磁気異方性定数を持つ磁性物質から形成されたことを特徴とする請求項１ないし請求項４のうちいずれか一項に記載の磁区壁の移動を用いた情報保存装置の情報記録方法。
前記書き込みトラック及び前記情報保存トラックは、ＣｏＰｔまたはＦｅＰｔのうち少なくともいずれか一つの物質を含んで形成されたことを特徴とする請求項５に記載の磁区壁の移動を用いた情報保存装置。
前記中間層は、１０^２ないし１０^３Ｊ／ｍ^３の磁気異方性定数を持つ磁性物質から形成されたことを特徴とする請求項１ないし請求項４のうちいずれか一項に記載の磁区壁の移動を用いた情報保存装置の情報記録方法。
前記中間層は、ＮｉＦｅ、ＣｏＦｅ、Ｎｉ、Ｆｅ、Ｃｏ、またはこれらのうち少なくともいずれか一つの物質を含む合金物質から形成されたことを特徴とする請求項７に記載の磁区壁の移動を用いた情報保存装置の情報記録方法。
磁気抵抗センサーが形成された書き込みトラック、前記書き込みトラックの第１端部上に形成された中間層、及び前記中間層上に形成された情報保存トラックを備える磁区壁の移動を用いた情報保存装置の情報読み取り方法において、
（ａ）前記書き込みトラックの異なる磁化方向を持つ磁区を前記書き込みトラックの第２端部側に移動させる段階と、
（ｂ）前記情報保存トラックの磁区を前記中間層を介して前記書き込みトラック方向に移動させる段階と、
（ｃ）前記磁気抵抗センサーを通じて前記情報保存トラックから前記書き込みトラックに移動した磁区の磁化方向を検出する段階と、を含むことを特徴とする磁区壁の移動を用いた情報保存装置の情報読み取り方法。
前記（ａ）段階は、前記書き込みトラックの第１端部及び第２端部を介して電流を印加することによって、前記書き込みトラックの異なる磁化方向を持つ磁区を移動させることを特徴とする請求項９に記載の磁区壁の移動を用いた情報保存装置の情報読み取り方法。
前記（ｂ）段階は、前記情報保存トラック及び前記磁気抵抗センサー側部の電極を介して電流を印加することによって、前記情報保存トラックの磁区を前記書き込みトラックに移動させることを特徴とする請求項９に記載の磁区壁の移動を用いた情報保存装置の情報読み取り方法。
前記（ｃ）段階は、前記情報保存トラックの磁区を前記書き込みトラックに移動させた後、前記情報保存トラック及び前記書き込みトラックに電流を印加して、前記書き込みトラックに移動した磁区を前記磁気抵抗素子と接触させることを特徴とする請求項９に記載の磁区壁の移動を用いた情報保存装置の情報読み取り方法。
前記書き込みトラック及び前記情報保存トラックは、１０^５Ｊ／ｍ^３ないし１０^７J／ｍ^３の磁気異方性定数を持つ磁性物質から形成されたことを特徴とする請求項９ないし請求項１２のうちいずれか一項に記載の磁区壁の移動を用いた情報保存装置の情報読み取り方法。
前記書き込みトラック及び前記情報保存トラックは、ＣｏＰｔまたはＦｅＰｔのうち少なくともいずれか一つの物質を含んで形成されたことを特徴とする請求項１３に記載の磁区壁の移動を用いた情報保存装置の情報読み取り方法。
前記中間層は、１０^２ないし１０^３Ｊ／ｍ^３の磁気異方性定数を持つ磁性物質から形成されたことを特徴とする請求項９ないし請求項１２のうちいずれか一項に記載の磁区壁の移動を用いた情報保存装置の情報読み取り方法。
前記中間層は、ＮｉＦｅ、ＣｏＦｅ、Ｎｉ、Ｆｅ、Ｃｏ、またはこれらのうち少なくともいずれか一つの物質を含む合金物質から形成されたことを特徴とする請求項１５に記載の磁区壁の移動を用いた情報保存装置の情報読み取り方法。