JPH0982082A - 双安定磁気素子及びその製造方法 - Google Patents
双安定磁気素子及びその製造方法Info
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- JPH0982082A JPH0982082A JP7236318A JP23631895A JPH0982082A JP H0982082 A JPH0982082 A JP H0982082A JP 7236318 A JP7236318 A JP 7236318A JP 23631895 A JP23631895 A JP 23631895A JP H0982082 A JPH0982082 A JP H0982082A
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Abstract
(57)【要約】
【課題】 小型であり、高感度で高速応答が可能な、新
しい双安定磁気素子及びその製造方法を得る。 【解決手段】 僅かに負の磁歪（−１０-7）を持つアモ
ルファスワイヤ（Ｆｅ4.35Ｃｏ68.15 Ｓｉ12.5Ｂ15.0，
Ｂｓ＝０．７Ｔ）を３０μｍφまで線引きした後、８ｋ
ｇ／ｍｍ2 の張力アニール（４２５℃，２０分）処理を
施し、２０回／ｍのひねりを与え１ｍｍの長さのワイヤ
両端を半田づけで電極固定した双安定磁気素子を得て、
この素子にパスル電流または直流を重量させた高周波電
流を通電し、その素子の両端間の誘起電圧の大きさを外
部印加磁界の変化に対して跳躍的に変化させる。
しい双安定磁気素子及びその製造方法を得る。 【解決手段】 僅かに負の磁歪（−１０-7）を持つアモ
ルファスワイヤ（Ｆｅ4.35Ｃｏ68.15 Ｓｉ12.5Ｂ15.0，
Ｂｓ＝０．７Ｔ）を３０μｍφまで線引きした後、８ｋ
ｇ／ｍｍ2 の張力アニール（４２５℃，２０分）処理を
施し、２０回／ｍのひねりを与え１ｍｍの長さのワイヤ
両端を半田づけで電極固定した双安定磁気素子を得て、
この素子にパスル電流または直流を重量させた高周波電
流を通電し、その素子の両端間の誘起電圧の大きさを外
部印加磁界の変化に対して跳躍的に変化させる。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、小型で高感度・高
速応答の双安定磁気素子に関するものである。さらに詳
しくは、コンピュータ及び情報機器の入力装置や、ファ
クトリーオートメーション（ＦＡ）機器等に用いられる
近接スイッチやディジタル磁気スイッチ等の磁気センサ
スイッチ及び高速書き込み・読み出しができるコンピュ
ータや情報機器用のディジタル磁気メモリセル等に有用
な双安定磁気素子及びその製造方法に関するものであ
る。
速応答の双安定磁気素子に関するものである。さらに詳
しくは、コンピュータ及び情報機器の入力装置や、ファ
クトリーオートメーション（ＦＡ）機器等に用いられる
近接スイッチやディジタル磁気スイッチ等の磁気センサ
スイッチ及び高速書き込み・読み出しができるコンピュ
ータや情報機器用のディジタル磁気メモリセル等に有用
な双安定磁気素子及びその製造方法に関するものであ
る。
【０００２】
【従来の技術】マイクロ・ナノエレクトロニクス技術
と、マルチメディア技術の発展に伴って、コンピュー
タ、情報携帯端末、ＡＶ機器、ＦＡ機器、計測制御機器
などの小型高性能化が急速に進んでいる。特に、コンピ
ュータ関連機器に関しては、それが顕著であり、例え
ば、外部記憶装置であるハードディスクやフロッピーデ
ィスク等の磁気記録装置においては小型大容量化の他
に、機械的可動部のない電子的書き込み・読み出しがで
きる、「磁気フラッシュメモリ」等の非破壊読み出し磁
気メモリーカードの実現が待望されている。
と、マルチメディア技術の発展に伴って、コンピュー
タ、情報携帯端末、ＡＶ機器、ＦＡ機器、計測制御機器
などの小型高性能化が急速に進んでいる。特に、コンピ
ュータ関連機器に関しては、それが顕著であり、例え
ば、外部記憶装置であるハードディスクやフロッピーデ
ィスク等の磁気記録装置においては小型大容量化の他
に、機械的可動部のない電子的書き込み・読み出しがで
きる、「磁気フラッシュメモリ」等の非破壊読み出し磁
気メモリーカードの実現が待望されている。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、そのよ
うな要望に応えるためには、もっとも単純な形状とセン
サ機能を持つ、高感度で高速応答が可能なマイクロ寸法
のディジタルメモリセルが必要である。かかる要件を備
えた磁気素子はまだ開発されていない。従来、非破壊磁
気メモリとしては、過去にパラメトロン素子があるが、
フェライトコアを用いた素子では、トリガパルスに対す
るパラメータ励振の立ち上がりが数マイクロ秒と遅いこ
とやコイルが必要なため、集積化が困難であること等に
より、現在では使用されていない。
うな要望に応えるためには、もっとも単純な形状とセン
サ機能を持つ、高感度で高速応答が可能なマイクロ寸法
のディジタルメモリセルが必要である。かかる要件を備
えた磁気素子はまだ開発されていない。従来、非破壊磁
気メモリとしては、過去にパラメトロン素子があるが、
フェライトコアを用いた素子では、トリガパルスに対す
るパラメータ励振の立ち上がりが数マイクロ秒と遅いこ
とやコイルが必要なため、集積化が困難であること等に
より、現在では使用されていない。
【０００４】その後、導線のパーマロイ箔をヘリカルに
巻き付けたツイスタメモリ素子が発明され、双安定磁気
メモリとして動作したが、作製が面倒であることや、導
線に大きな電流を通電する必要があること、集積化が困
難である、等の問題があり、やはり今日では使用されて
いない。一方、磁気式近接スイッチは、コンピュータや
ワードプロセッサ用のキーボードやマウス、ゲーム機の
ジョイスティックをはじめ、種々のＦＡ用近接センサと
して多数使用されているが、ホールＩＣやＭＲ素子とヒ
ステリシスコンパレータの組み合わせモジュールなど
は、動作磁界が数十ガウス必要で感度が低いことや、温
度特性の安定性が低いなどの問題がある。
巻き付けたツイスタメモリ素子が発明され、双安定磁気
メモリとして動作したが、作製が面倒であることや、導
線に大きな電流を通電する必要があること、集積化が困
難である、等の問題があり、やはり今日では使用されて
いない。一方、磁気式近接スイッチは、コンピュータや
ワードプロセッサ用のキーボードやマウス、ゲーム機の
ジョイスティックをはじめ、種々のＦＡ用近接センサと
して多数使用されているが、ホールＩＣやＭＲ素子とヒ
ステリシスコンパレータの組み合わせモジュールなど
は、動作磁界が数十ガウス必要で感度が低いことや、温
度特性の安定性が低いなどの問題がある。
【０００５】また、高感度化のためにフラックスゲート
センサのヘッドを使用すると反磁界のため、小型化が困
難であり、コイル電流による励磁のため、応答が遅いな
どの問題がある。本発明は、上記問題点を除去し、小型
であり、高感度で高速応答が可能な、新しい双安定磁気
素子及びその製造方法を提供することを目的としてい
る。
センサのヘッドを使用すると反磁界のため、小型化が困
難であり、コイル電流による励磁のため、応答が遅いな
どの問題がある。本発明は、上記問題点を除去し、小型
であり、高感度で高速応答が可能な、新しい双安定磁気
素子及びその製造方法を提供することを目的としてい
る。
【０００６】
【課題を解決するための手段】本発明は、上記目的を達
成するために、 （１）双安定磁気素子において、ヘリカル磁気異方性を
有する軟質磁性体にパスル電流または直流を重量させた
高周波電流を通電することにより、前記軟質磁性体の両
端間の誘起電圧の大きさを外部印加磁界の変化に対して
跳躍的に変化させるようにしたものである。
成するために、 （１）双安定磁気素子において、ヘリカル磁気異方性を
有する軟質磁性体にパスル電流または直流を重量させた
高周波電流を通電することにより、前記軟質磁性体の両
端間の誘起電圧の大きさを外部印加磁界の変化に対して
跳躍的に変化させるようにしたものである。
【０００７】したがって、小型化を図ることができ、外
部印加磁界に対する大きな出力電圧変化を得ることがで
き、高感度で、高速応答な双安定磁気素子を得ることが
できる。 （２）上記（１）記載の双安定磁気素子において、前記
軟質磁性体はアモルファス磁性体である。
部印加磁界に対する大きな出力電圧変化を得ることがで
き、高感度で、高速応答な双安定磁気素子を得ることが
できる。 （２）上記（１）記載の双安定磁気素子において、前記
軟質磁性体はアモルファス磁性体である。
【０００８】したがって、アモルファス磁性体は電気抵
抗率が高いため、インピーダンスも高く、より小型化を
図ることができ、しかも外部印加磁界に対する高い電圧
変化を得ることができる。 （３）上記（２）記載の双安定磁気素子において、前記
アモルファス磁性体がアモルファスワイヤである。
抗率が高いため、インピーダンスも高く、より小型化を
図ることができ、しかも外部印加磁界に対する高い電圧
変化を得ることができる。 （３）上記（２）記載の双安定磁気素子において、前記
アモルファス磁性体がアモルファスワイヤである。
【０００９】したがって、マイクロオーダーに小型化を
図ることができ、外部印加磁界に対する高い電圧変化を
得ることができる。 （４）上記（１）記載の双安定磁気素子において、前記
軟質磁性体が薄膜である。したがって、マイクロオーダ
ーに小型化を図ることができ、外部印加磁界に対する高
い電圧変化を得ることができる。
図ることができ、外部印加磁界に対する高い電圧変化を
得ることができる。 （４）上記（１）記載の双安定磁気素子において、前記
軟質磁性体が薄膜である。したがって、マイクロオーダ
ーに小型化を図ることができ、外部印加磁界に対する高
い電圧変化を得ることができる。
【００１０】（５）双安定磁気素子の製造方法におい
て、磁歪を持つ細長形状の軟質磁性体を細く線引しワイ
ヤを形成する工程と、前記ワイヤに張力を加えた状態で
アニール処理を行い、所定回数のひねりを与えたワイヤ
の両端を電極固定する工程とを施すようにしたものであ
る。
て、磁歪を持つ細長形状の軟質磁性体を細く線引しワイ
ヤを形成する工程と、前記ワイヤに張力を加えた状態で
アニール処理を行い、所定回数のひねりを与えたワイヤ
の両端を電極固定する工程とを施すようにしたものであ
る。
【００１１】このように、ワイヤにひねり応力を印加し
て磁歪の逆効果を利用してヘリカル磁気異方性を誘導さ
せるようにしたので、小型であり、高感度で高速応答が
可能な双安定磁気素子を容易に製造することができる。 （６）上記（５）記載の双安定磁気素子の製造方法にお
いて、前記軟質磁性体ワイヤとしてＦｅＣｏＳｉＢ組成
のアモルファスワイヤを用いるようにしたものである。
て磁歪の逆効果を利用してヘリカル磁気異方性を誘導さ
せるようにしたので、小型であり、高感度で高速応答が
可能な双安定磁気素子を容易に製造することができる。 （６）上記（５）記載の双安定磁気素子の製造方法にお
いて、前記軟質磁性体ワイヤとしてＦｅＣｏＳｉＢ組成
のアモルファスワイヤを用いるようにしたものである。
【００１２】（７）双安定磁気素子の製造方法におい
て、磁歪を持つ細長形状の軟質磁性体を細く線引しワイ
ヤを形成する工程と、前記ワイヤに所定回数のひねりを
与えた状態でアニールした後、急冷したワイヤの両端を
電極固定する工程を施すようにしたものである。
て、磁歪を持つ細長形状の軟質磁性体を細く線引しワイ
ヤを形成する工程と、前記ワイヤに所定回数のひねりを
与えた状態でアニールした後、急冷したワイヤの両端を
電極固定する工程を施すようにしたものである。
【００１３】このように、ひねり応力を与えた状態で加
熱・冷却して、ヘリカル磁気異方性を誘導させるように
したので、小型であり、高感度で高速応答が可能な双安
定磁気素子を容易に製造することができる。 （８）上記（７）記載の双安定磁気素子の製造方法にお
いて、前記軟質磁性体ワイヤとして、ＣｏＳｉＢ組成の
アモルファスワイヤを用いるようにしたものである。
熱・冷却して、ヘリカル磁気異方性を誘導させるように
したので、小型であり、高感度で高速応答が可能な双安
定磁気素子を容易に製造することができる。 （８）上記（７）記載の双安定磁気素子の製造方法にお
いて、前記軟質磁性体ワイヤとして、ＣｏＳｉＢ組成の
アモルファスワイヤを用いるようにしたものである。
【００１４】（９）双安定磁気素子の製造方法におい
て、零磁歪の細長形状の軟質磁性体薄膜を形成する工程
と、前記薄膜の長さ方向に周回直流磁界及び直流磁界を
同時に印加して、アニールした薄膜の両端を電極固定す
る工程とを施すようにしたものである。
て、零磁歪の細長形状の軟質磁性体薄膜を形成する工程
と、前記薄膜の長さ方向に周回直流磁界及び直流磁界を
同時に印加して、アニールした薄膜の両端を電極固定す
る工程とを施すようにしたものである。
【００１５】このように、長さ方向に直流電流（すなわ
ち周回直流磁界）及び直流磁界を同時に印加してアニー
ルする、所謂「直交磁界中アニール法」によって、ヘリ
カル磁気異方性を誘導させるようにしたので、小型であ
り、高感度で高速応答が可能な双安定磁気素子を容易に
製造することができる。 （１０）上記（９）記載の双安定磁気素子の製造方法に
おいて、前記軟質磁性体薄膜として、ＦｅＣｏＢ組成の
アモルファススパッタ薄膜を用いるようにしたものであ
る。
ち周回直流磁界）及び直流磁界を同時に印加してアニー
ルする、所謂「直交磁界中アニール法」によって、ヘリ
カル磁気異方性を誘導させるようにしたので、小型であ
り、高感度で高速応答が可能な双安定磁気素子を容易に
製造することができる。 （１０）上記（９）記載の双安定磁気素子の製造方法に
おいて、前記軟質磁性体薄膜として、ＦｅＣｏＢ組成の
アモルファススパッタ薄膜を用いるようにしたものであ
る。
【００１６】
【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態につい
て説明する。本発明は、ヘリカル状の磁気異方性を誘導
させた細長形状の高透磁率（軟質）磁性体に長さ方向の
外部磁界を印加して、磁化回転の跳躍的ヒステリシス現
象によって双安定磁化動作を生じさせ、磁性体に鋭いパ
ルス電流又は直流電流を重量した高周波電流を通電し
て、磁気−インピーダンス効果と同様に、磁性体の両端
間に双安定磁化に対応した高い電圧変化を高速磁化回転
によって誘起する方法により、高感度で高速応答が可能
なマイクロ寸法の双安定磁気素子を提供する。
て説明する。本発明は、ヘリカル状の磁気異方性を誘導
させた細長形状の高透磁率（軟質）磁性体に長さ方向の
外部磁界を印加して、磁化回転の跳躍的ヒステリシス現
象によって双安定磁化動作を生じさせ、磁性体に鋭いパ
ルス電流又は直流電流を重量した高周波電流を通電し
て、磁気−インピーダンス効果と同様に、磁性体の両端
間に双安定磁化に対応した高い電圧変化を高速磁化回転
によって誘起する方法により、高感度で高速応答が可能
なマイクロ寸法の双安定磁気素子を提供する。
【００１７】図１は本発明に係る双安定磁気素子の構成
を示す図である。この図に示すように、ヘリカル磁気異
方性を有する軟質磁性体（アモルファスワイヤ）１に高
周波電源２（ｅac）と直流電源（Ｅdc）（パルス発生電
源でもよい）３を抵抗４（Ｒ）を介して接続し、直流又
はパルス電流を重量させた高周波電流を通電することに
より、前記アモルファスワイヤ１の両端間の誘起電圧の
大きさを、外部印加磁界Ｈexの変化に対して跳躍的に変
化させるようにする。
を示す図である。この図に示すように、ヘリカル磁気異
方性を有する軟質磁性体（アモルファスワイヤ）１に高
周波電源２（ｅac）と直流電源（Ｅdc）（パルス発生電
源でもよい）３を抵抗４（Ｒ）を介して接続し、直流又
はパルス電流を重量させた高周波電流を通電することに
より、前記アモルファスワイヤ１の両端間の誘起電圧の
大きさを、外部印加磁界Ｈexの変化に対して跳躍的に変
化させるようにする。
【００１８】このように、本発明においては、磁性体に
ついてはヘリカル磁気異方性を有することを特徴として
おり、特に、それ以外の限定はないが、磁性体を細長形
状にすると、小型化が可能となり、大きな出力電圧変化
が得られること、更に、アモルファス磁性体では、電気
抵抗率が高いため、インピーダンスも高く、更に小型の
素子で高い電圧変化が得られる。
ついてはヘリカル磁気異方性を有することを特徴として
おり、特に、それ以外の限定はないが、磁性体を細長形
状にすると、小型化が可能となり、大きな出力電圧変化
が得られること、更に、アモルファス磁性体では、電気
抵抗率が高いため、インピーダンスも高く、更に小型の
素子で高い電圧変化が得られる。
【００１９】ヘリカル磁気異方性を誘導させる方法は、
ワイヤ形状ではひねり応力を印加して磁歪の逆効果を利
用して行うか、またはひねり応力を与えた状態で加熱・
冷却して、ヘリカル異方性を残留させる「ひねりアニー
ル法」が有効であり、薄膜では長さ方向に直流電流（す
なわち周回直流磁界）及び直流磁界を同時に印加してア
ニールする「直交磁界中アニール法」によって行う。
ワイヤ形状ではひねり応力を印加して磁歪の逆効果を利
用して行うか、またはひねり応力を与えた状態で加熱・
冷却して、ヘリカル異方性を残留させる「ひねりアニー
ル法」が有効であり、薄膜では長さ方向に直流電流（す
なわち周回直流磁界）及び直流磁界を同時に印加してア
ニールする「直交磁界中アニール法」によって行う。
【００２０】これらの方法では、磁性体の表面層でヘリ
カル異方性が誘導されるが、パルス電流又は高周波電流
による表皮効果により、表面層のみの磁気特性で誘起電
圧が決定されるので、これらの誘導方法は十分に有効で
ある。この双安定磁気素子の例として、３０μｍφ、長
さ１ｍｍの零磁歪アモルファスワイヤにひねりを与え
て、両端を電極半田付けで固定し、幅約５ｎｓ、高さ約
１５ｍＡの鋭いパルス電流を通電した場合、約±１ガウ
ス（又はエルステッド）のワイヤ長さ方向の磁界によっ
て明瞭な双安定動作を示し、記憶電圧パルスの大きさ
は、約２００ｍＶと約４００ｍＶである。
カル異方性が誘導されるが、パルス電流又は高周波電流
による表皮効果により、表面層のみの磁気特性で誘起電
圧が決定されるので、これらの誘導方法は十分に有効で
ある。この双安定磁気素子の例として、３０μｍφ、長
さ１ｍｍの零磁歪アモルファスワイヤにひねりを与え
て、両端を電極半田付けで固定し、幅約５ｎｓ、高さ約
１５ｍＡの鋭いパルス電流を通電した場合、約±１ガウ
ス（又はエルステッド）のワイヤ長さ方向の磁界によっ
て明瞭な双安定動作を示し、記憶電圧パルスの大きさ
は、約２００ｍＶと約４００ｍＶである。
【００２１】もちろん、本発明においては、パーマロイ
やケイ素鋼などの高透磁率細線などを用いてもよい。磁
性体で双安定素子を実現する方法には、大別すると磁壁
伝搬による磁束反転による方法と、磁化ベクトルの回転
による磁束反転による方法がある。一般に磁性体の磁束
反転は磁壁移動と磁化回転が混在した状態で生じるの
で、磁束反転はなだらかなＢＨヒステリシスとなり、双
安定磁束反転となる角形ＢＨヒステリシス特性乃至はリ
エントラント（糸巻き形）ＢＨヒステリシス特性は生じ
難い。
やケイ素鋼などの高透磁率細線などを用いてもよい。磁
性体で双安定素子を実現する方法には、大別すると磁壁
伝搬による磁束反転による方法と、磁化ベクトルの回転
による磁束反転による方法がある。一般に磁性体の磁束
反転は磁壁移動と磁化回転が混在した状態で生じるの
で、磁束反転はなだらかなＢＨヒステリシスとなり、双
安定磁束反転となる角形ＢＨヒステリシス特性乃至はリ
エントラント（糸巻き形）ＢＨヒステリシス特性は生じ
難い。
【００２２】したがって、双安定磁気素子を実現するた
めには、磁性体に磁壁移動のみ（磁壁伝搬）または適当
な初期角度をもつ磁化回転のみが生じる特殊な磁化状態
を付与することが必要になる。前者は鉄系アモルファス
ワイヤ及びケイ素鋼単結晶ワイヤで生じることが本発明
によって発見され、アモルファスワイヤは現在セキュリ
ティーセンサタグに広く実用化されている。この磁壁伝
搬形双安定磁気素子は、外部印加磁界の励磁周波数
（０．０１ｋＨｚ〜５０ｋＨｚ）に無関係に鋭いパルス
（半値幅数マイクロ秒）を検出コイル（又はひねりワイ
ヤでは検出コイル又はワイヤ両端間）に誘起する素子で
あるが、反磁界の影響を避けるため、磁壁の長さ分だけ
素子長さ（線引き後、張力アニールアモルファスワイヤ
で１０ｍｍ以上、ａｓ−ｃａｓｔワイヤで８０ｍｍ以
上）が必要である。
めには、磁性体に磁壁移動のみ（磁壁伝搬）または適当
な初期角度をもつ磁化回転のみが生じる特殊な磁化状態
を付与することが必要になる。前者は鉄系アモルファス
ワイヤ及びケイ素鋼単結晶ワイヤで生じることが本発明
によって発見され、アモルファスワイヤは現在セキュリ
ティーセンサタグに広く実用化されている。この磁壁伝
搬形双安定磁気素子は、外部印加磁界の励磁周波数
（０．０１ｋＨｚ〜５０ｋＨｚ）に無関係に鋭いパルス
（半値幅数マイクロ秒）を検出コイル（又はひねりワイ
ヤでは検出コイル又はワイヤ両端間）に誘起する素子で
あるが、反磁界の影響を避けるため、磁壁の長さ分だけ
素子長さ（線引き後、張力アニールアモルファスワイヤ
で１０ｍｍ以上、ａｓ−ｃａｓｔワイヤで８０ｍｍ以
上）が必要である。
【００２３】一方、磁化回転のみで双安定磁気素子を実
現した例は今まで、報告されていない。これは、磁化回
転の閾値磁界より磁壁移動の閾値磁界（保磁力）または
単磁区構造の場合は磁区発生磁界が一般に小さいので、
磁化回転が生じる前に磁壁移動による磁束変化が生じて
しまい、磁化回転による磁束反転が観測されないことに
よる。
現した例は今まで、報告されていない。これは、磁化回
転の閾値磁界より磁壁移動の閾値磁界（保磁力）または
単磁区構造の場合は磁区発生磁界が一般に小さいので、
磁化回転が生じる前に磁壁移動による磁束変化が生じて
しまい、磁化回転による磁束反転が観測されないことに
よる。
【００２４】したがって、磁化回転による双安定磁気素
子を実現するためには、（ｉ）磁壁移動が生じない状態
を実現すること、及び（ii）磁化回転ヒステリシスを生
じる磁化ベクトルと外部印加磁界ベクトルの角度を適度
（４５°程度）に設定することが条件になる。本発明
は、かかる磁気物理の原理に立脚して、（ｉ）に対して
は磁壁移動が強い渦電流制動で移動できないような高周
波電流、又は非常に鋭いパルス電流を磁性体に通電する
方法、（ii）に対しては磁性ワイヤにひねり応力を印加
して、磁歪の逆効果によりワイヤ表面層にワイヤ長さ方
向に対して、約±４５°方向のヘリカル磁気異方性を付
与する方法を適用して、長さが１ｍｍ程度の非常に短い
寸法（マイクロ寸法）で、応答速度が数ナノ秒（ｎｓ）
の非常に早く、さらに閾値磁界が１エルステッド（Ｏ
ｅ）程度の高感度の双安定磁気素子を提供する。
子を実現するためには、（ｉ）磁壁移動が生じない状態
を実現すること、及び（ii）磁化回転ヒステリシスを生
じる磁化ベクトルと外部印加磁界ベクトルの角度を適度
（４５°程度）に設定することが条件になる。本発明
は、かかる磁気物理の原理に立脚して、（ｉ）に対して
は磁壁移動が強い渦電流制動で移動できないような高周
波電流、又は非常に鋭いパルス電流を磁性体に通電する
方法、（ii）に対しては磁性ワイヤにひねり応力を印加
して、磁歪の逆効果によりワイヤ表面層にワイヤ長さ方
向に対して、約±４５°方向のヘリカル磁気異方性を付
与する方法を適用して、長さが１ｍｍ程度の非常に短い
寸法（マイクロ寸法）で、応答速度が数ナノ秒（ｎｓ）
の非常に早く、さらに閾値磁界が１エルステッド（Ｏ
ｅ）程度の高感度の双安定磁気素子を提供する。
【００２５】本願発明者は、先に磁性細線に高周波電流
を通電し、表皮効果を利用する高感度・高速応答が可能
なマイクロ磁気センサ素子「磁気−インピーダンス（Ｍ
Ｉ）素子」を既に提案している（特開平７−１８１２３
９号公報参照）。本発明の双安定磁気素子は、アナログ
形であるＭＩ素子に新たにヘリカル磁気異方性を付与
し、鋭いパルス電流を通電することにより、著しい双安
定ディジタル形動作を発見したことを契機としている。
を通電し、表皮効果を利用する高感度・高速応答が可能
なマイクロ磁気センサ素子「磁気−インピーダンス（Ｍ
Ｉ）素子」を既に提案している（特開平７−１８１２３
９号公報参照）。本発明の双安定磁気素子は、アナログ
形であるＭＩ素子に新たにヘリカル磁気異方性を付与
し、鋭いパルス電流を通電することにより、著しい双安
定ディジタル形動作を発見したことを契機としている。
【００２６】ワイヤ形状の磁性体では、ひねり応力は表
面で最大であり、ヘリカル異方性は表面層で誘導され
る。一方、強い表皮効果による円周方向磁化も表面層で
変化するので、磁化ベクトルの不可逆反転のみが表面層
で効率良く現れる。この場合、磁化ベクトルの不可逆反
転は外部印加磁界の変化によって生じ、高周波又は鋭い
パルスの通電は磁壁の移動を抑制し、高い電圧をワイヤ
両端間に発生させる役割をする。
面で最大であり、ヘリカル異方性は表面層で誘導され
る。一方、強い表皮効果による円周方向磁化も表面層で
変化するので、磁化ベクトルの不可逆反転のみが表面層
で効率良く現れる。この場合、磁化ベクトルの不可逆反
転は外部印加磁界の変化によって生じ、高周波又は鋭い
パルスの通電は磁壁の移動を抑制し、高い電圧をワイヤ
両端間に発生させる役割をする。
【００２７】以下、本発明の具体的実施例について図面
を参照しながら説明する。
を参照しながら説明する。
【００２８】
【実施例１】図２は本発明の第１実施例を示す双安定磁
気素子（アモルファスワイヤ）の外部印加磁界（Ｏｅ）
と出力電圧（Ｖ）との関係を示す図である。ここでは、
僅かに負の磁歪（−１０-7）を持つアモルファスワイヤ
（Ｆｅ4.35Ｃｏ68.15 Ｓｉ12.5Ｂ15.0，Ｂｓ＝０．７
Ｔ）を３０μｍφまで線引きした後、８ｋｇ／ｍｍ2 の
張力アニール（４２５℃，２０分）処理を施し、２０回
／ｍのひねりを与え、１ｍｍの長さのワイヤ両端を半田
づけで電極固定した試料の双安定特性の測定結果であ
る。
気素子（アモルファスワイヤ）の外部印加磁界（Ｏｅ）
と出力電圧（Ｖ）との関係を示す図である。ここでは、
僅かに負の磁歪（−１０-7）を持つアモルファスワイヤ
（Ｆｅ4.35Ｃｏ68.15 Ｓｉ12.5Ｂ15.0，Ｂｓ＝０．７
Ｔ）を３０μｍφまで線引きした後、８ｋｇ／ｍｍ2 の
張力アニール（４２５℃，２０分）処理を施し、２０回
／ｍのひねりを与え、１ｍｍの長さのワイヤ両端を半田
づけで電極固定した試料の双安定特性の測定結果であ
る。
【００２９】図３は図２に示す双安定磁気素子（アモル
ファスワイヤ）に通電した電流波形と出力電圧波形を示
す図であり、図３（ａ）は図２に示すアモルファスワイ
ヤに通電したパルス電流波形を示し、図３（ｂ）は図２
に示す記憶レベルのワイヤ電圧波形を示し、図３
（ｃ）は記憶レベルのワイヤ電圧波形を示している。
図２に示すように、外部印加磁界（Ｈex）を負に十分増
加させた後、零にすると誘起パルス電圧ＶO の高さは小
さく、約０．１８ボルトであり、外部印加磁界（Ｈex）
を正に増加させていくと、Ｈex＝０．９Ｏｅで、ＶO は
一気に跳躍的に０．５３ボルトへ上昇する。Ｈexを零に
すると、ＶO は０．４４ボルトに保持され、記憶され
る。Ｈexは負では、−０．４ボルトで跳躍的に減少す
る。この正負の閾値の違いは、地磁気（約０．３Ｏｅ）
等の外乱磁界及びパルス電流による円周方向磁界の直流
成分の影響と考えられる。
ファスワイヤ）に通電した電流波形と出力電圧波形を示
す図であり、図３（ａ）は図２に示すアモルファスワイ
ヤに通電したパルス電流波形を示し、図３（ｂ）は図２
に示す記憶レベルのワイヤ電圧波形を示し、図３
（ｃ）は記憶レベルのワイヤ電圧波形を示している。
図２に示すように、外部印加磁界（Ｈex）を負に十分増
加させた後、零にすると誘起パルス電圧ＶO の高さは小
さく、約０．１８ボルトであり、外部印加磁界（Ｈex）
を正に増加させていくと、Ｈex＝０．９Ｏｅで、ＶO は
一気に跳躍的に０．５３ボルトへ上昇する。Ｈexを零に
すると、ＶO は０．４４ボルトに保持され、記憶され
る。Ｈexは負では、−０．４ボルトで跳躍的に減少す
る。この正負の閾値の違いは、地磁気（約０．３Ｏｅ）
等の外乱磁界及びパルス電流による円周方向磁界の直流
成分の影響と考えられる。
【００３０】図２及び図３より明らかなように、高感度
で高速応答が可能な近接スイッチや非破壊読み出しの高
速磁気ディジタルメモリ素子が構成される。特に、従来
のＦＡ用近接スイッチは、大型（長さ３０ｍｍ、幅１０
ｍｍ、厚さ３ｍｍ程度）であり、半導体製造装置関連な
ど小型近接スイッチが要求されている分野でのマイクロ
近接スイッチへの広い応用が期待される。
で高速応答が可能な近接スイッチや非破壊読み出しの高
速磁気ディジタルメモリ素子が構成される。特に、従来
のＦＡ用近接スイッチは、大型（長さ３０ｍｍ、幅１０
ｍｍ、厚さ３ｍｍ程度）であり、半導体製造装置関連な
ど小型近接スイッチが要求されている分野でのマイクロ
近接スイッチへの広い応用が期待される。
【００３１】
【実施例２】次に、本発明の第２実施例について説明す
る。図４は本発明の第２実施例を示す双安定磁気素子
（ひねりを与えたアモルファスワイヤ）の外部印加磁界
（Ｏｅ）と出力電圧（Ｖ）との関係を示す図である。こ
の実施例は、図２に示す第１実施例のアモルファスワイ
ヤに、２０回／ｍのひねりを与えた状態で、５００℃，
２０分間炉内空気中で加熱し、炉外空気中で急冷させた
長さ１ｍｍのワイヤの両端を半田付け電極として、図２
と同様の実験を行った結果である。
る。図４は本発明の第２実施例を示す双安定磁気素子
（ひねりを与えたアモルファスワイヤ）の外部印加磁界
（Ｏｅ）と出力電圧（Ｖ）との関係を示す図である。こ
の実施例は、図２に示す第１実施例のアモルファスワイ
ヤに、２０回／ｍのひねりを与えた状態で、５００℃，
２０分間炉内空気中で加熱し、炉外空気中で急冷させた
長さ１ｍｍのワイヤの両端を半田付け電極として、図２
と同様の実験を行った結果である。
【００３２】図５は図４に示す双安定磁気素子（アモル
ファスワイヤ）に通電した電流波形と出力電圧波形を示
す図であり、図５（ａ）は図４に示すアモルファスワイ
ヤに通電した立ち上がり時間３．５ｎｓ、立ち下がり時
間３．２ｎｓ、半値幅５．８ｎｓ、高さ３０ｍＡの鋭い
パルス電流波形を示し、図５（ｂ）は図４に示す記憶レ
ベルのワイヤ電圧波形を示し、図５（ｃ）は記憶レベ
ルのワイヤ電圧波形を示している。
ファスワイヤ）に通電した電流波形と出力電圧波形を示
す図であり、図５（ａ）は図４に示すアモルファスワイ
ヤに通電した立ち上がり時間３．５ｎｓ、立ち下がり時
間３．２ｎｓ、半値幅５．８ｎｓ、高さ３０ｍＡの鋭い
パルス電流波形を示し、図５（ｂ）は図４に示す記憶レ
ベルのワイヤ電圧波形を示し、図５（ｃ）は記憶レベ
ルのワイヤ電圧波形を示している。
【００３３】第１実施例と比較すると、磁界がやや大き
く、約１．２Ｏｅとなっている。この場合もパルス電圧
の記憶レベルは、約２００ｍＶ及び約４００ｍＶとなっ
た。このことから明らかなように、ひねり応力を残留さ
せたアモルファスワイヤを用いれば、素子電極の形成作
業が容易になることが分かった。
く、約１．２Ｏｅとなっている。この場合もパルス電圧
の記憶レベルは、約２００ｍＶ及び約４００ｍＶとなっ
た。このことから明らかなように、ひねり応力を残留さ
せたアモルファスワイヤを用いれば、素子電極の形成作
業が容易になることが分かった。
【００３４】
【実施例３】次に、本発明の第３実施例について説明す
る。図６は本発明の第３実施例を示す双安定磁気素子
（零磁気歪アモルファススパッタ薄膜）の外部印加磁界
（Ｏｅ）と出力電圧（Ｖ）との関係を示す図である。す
なわち、図６は、ＦｅＣｏＢ零磁気歪アモルファススパ
ッタ薄膜（厚さ４μｍ、幅０．３ｍｍ、長さ１０ｍｍ、
ガラス基板）に５０ｍＡの直流電流（幅方向周回表面磁
界約２Ｏｅ）及び長さ方向に約１Ｏｅの直流磁界を印加
した状態で、空気中２５０℃，２０分のアニールを施し
た試料に、８ｎｓ幅の高さ１５０ｍＡのパルス電流を通
電した場合の両端電圧の外部印加磁界特性である。
る。図６は本発明の第３実施例を示す双安定磁気素子
（零磁気歪アモルファススパッタ薄膜）の外部印加磁界
（Ｏｅ）と出力電圧（Ｖ）との関係を示す図である。す
なわち、図６は、ＦｅＣｏＢ零磁気歪アモルファススパ
ッタ薄膜（厚さ４μｍ、幅０．３ｍｍ、長さ１０ｍｍ、
ガラス基板）に５０ｍＡの直流電流（幅方向周回表面磁
界約２Ｏｅ）及び長さ方向に約１Ｏｅの直流磁界を印加
した状態で、空気中２５０℃，２０分のアニールを施し
た試料に、８ｎｓ幅の高さ１５０ｍＡのパルス電流を通
電した場合の両端電圧の外部印加磁界特性である。
【００３５】第１及び第２実施例のアモルファスワイヤ
に比較して跳躍的変化特性及び変化率は小さいが、外部
印加磁界の印加後の２値メモリ現象が得られている。
に比較して跳躍的変化特性及び変化率は小さいが、外部
印加磁界の印加後の２値メモリ現象が得られている。
【００３６】
【実施例４】次に、本発明の第４実施例について説明す
る。ここでは、試料として３０μｍφのＣｏ72.5Ｓｉ
12.5Ｂ15.0アモルファスワイヤ（２ｋｇ／ｍｍ2 ，４７
５℃，１分で張力下アニール）にひねりを与えて両端を
固定し、長さを０．５ｍｍにしたものを用いた。このワ
イヤに振幅５ｍＡ、周波数１ＭＨｚ、パルス幅３０ｎｓ
の急峻なパルス電流を直接通電して励磁し、直流外部印
加磁界Ｈexを印加して、試料の両端間に発生するパルス
状電圧Ｖｏの高さを測定した。
る。ここでは、試料として３０μｍφのＣｏ72.5Ｓｉ
12.5Ｂ15.0アモルファスワイヤ（２ｋｇ／ｍｍ2 ，４７
５℃，１分で張力下アニール）にひねりを与えて両端を
固定し、長さを０．５ｍｍにしたものを用いた。このワ
イヤに振幅５ｍＡ、周波数１ＭＨｚ、パルス幅３０ｎｓ
の急峻なパルス電流を直接通電して励磁し、直流外部印
加磁界Ｈexを印加して、試料の両端間に発生するパルス
状電圧Ｖｏの高さを測定した。
【００３７】図７は本発明の第４実施例を示す双安定磁
気素子の外部印加磁界（Ｏｅ）と出力電圧（ｍＶ）との
関係を示す図である。この図では、ひねり回数を２回と
したときの双安定特性を示しており、電圧が瞬時に変化
する外部印加磁界の大きさが正で、８Ｏｅ、負で４Ｏｅ
と増加している。第１〜第３実施例に示したＦｅＣｏＳ
ｉＢ組成のアモルファスワイヤでは、この大きさが１Ｏ
ｅ程度であり、また、パルス幅も小さくする必要があっ
たが、第４実施例のＣｏＳｉＢ組成のアモルファスワイ
ヤでは、この点で地磁気などの外乱磁界に対しての影響
を少なくすることができる利点がある。
気素子の外部印加磁界（Ｏｅ）と出力電圧（ｍＶ）との
関係を示す図である。この図では、ひねり回数を２回と
したときの双安定特性を示しており、電圧が瞬時に変化
する外部印加磁界の大きさが正で、８Ｏｅ、負で４Ｏｅ
と増加している。第１〜第３実施例に示したＦｅＣｏＳ
ｉＢ組成のアモルファスワイヤでは、この大きさが１Ｏ
ｅ程度であり、また、パルス幅も小さくする必要があっ
たが、第４実施例のＣｏＳｉＢ組成のアモルファスワイ
ヤでは、この点で地磁気などの外乱磁界に対しての影響
を少なくすることができる利点がある。
【００３８】この双安定な特性を示すのは、ワイヤの表
面部分に大バルクハウゼン効果が起こっていることが原
因であると考えられる。また、Ｈexの向きがひねり応力
によって４５°方向に傾いた磁気ベクトルに近い場合、
パルス電流による励磁が磁化ベクトルの回転を容易に生
じて高い電圧が生じ、Ｈexと磁化べクトルの角度が９０
°以上の場合は回転が困難となり、電圧が低い値を示す
と考えられる。
面部分に大バルクハウゼン効果が起こっていることが原
因であると考えられる。また、Ｈexの向きがひねり応力
によって４５°方向に傾いた磁気ベクトルに近い場合、
パルス電流による励磁が磁化ベクトルの回転を容易に生
じて高い電圧が生じ、Ｈexと磁化べクトルの角度が９０
°以上の場合は回転が困難となり、電圧が低い値を示す
と考えられる。
【００３９】なお、本発明は上記実施例に限定されるも
のではなく、本発明の趣旨に基づいて種々の変形が可能
であり、これらを本発明の範囲から排除するものではな
い。
のではなく、本発明の趣旨に基づいて種々の変形が可能
であり、これらを本発明の範囲から排除するものではな
い。
【００４０】
【発明の効果】以上、詳細に説明したように、本発明に
よれば、次のような効果を奏することができる。アモル
ファスワイヤなどにヘリカル磁気異方性を与え、パルス
電流や、直流バイアスされた高周波電流で励磁すること
により、高感度で高速応答が可能なマイクロ寸法の双安
定磁気素子を得ることができる。
よれば、次のような効果を奏することができる。アモル
ファスワイヤなどにヘリカル磁気異方性を与え、パルス
電流や、直流バイアスされた高周波電流で励磁すること
により、高感度で高速応答が可能なマイクロ寸法の双安
定磁気素子を得ることができる。
【００４１】更に、この双安定磁気素子を用いることに
よって、非常に感度のよい小型の近接スイッチや非破壊
読み出しができるディジタル磁気記録素子が構成され、
可動部のない電子的書き込み・読み出しができる磁気記
録装置の構成が可能になる。
よって、非常に感度のよい小型の近接スイッチや非破壊
読み出しができるディジタル磁気記録素子が構成され、
可動部のない電子的書き込み・読み出しができる磁気記
録装置の構成が可能になる。
【図１】本発明に係る双安定磁気素子の構成図である。
【図２】本発明の第１実施例を示す双安定磁気素子（ア
モルファスワイヤ）の外部印加磁界と出力電圧との関係
を示す図である。
モルファスワイヤ）の外部印加磁界と出力電圧との関係
を示す図である。
【図３】図２に示す双安定磁気素子（アモルファスワイ
ヤ）に通電した電流波形と出力電圧波形を示す図であ
る。
ヤ）に通電した電流波形と出力電圧波形を示す図であ
る。
【図４】本発明の第２実施例を示す双安定磁気素子（ひ
ねりを与えたアモルファスワイヤ）の外部印加磁界と出
力電圧との関係を示す図である。
ねりを与えたアモルファスワイヤ）の外部印加磁界と出
力電圧との関係を示す図である。
【図５】図４に示す双安定磁気素子（ひねりを加えたア
モルファスワイヤ）に通電した電流波形と出力電圧波形
を示す図である。
モルファスワイヤ）に通電した電流波形と出力電圧波形
を示す図である。
【図６】本発明の第３実施例を示す双安定磁気素子（零
磁気歪アモルファススパッタ薄膜）の外部印加磁界と出
力電圧との関係を示す図である。
磁気歪アモルファススパッタ薄膜）の外部印加磁界と出
力電圧との関係を示す図である。
【図７】本発明の第４実施例を示す双安定磁気素子（Ｃ
ｏＳｉＢ組成のワイヤ）の外部印加磁界と出力電圧との
関係を示す図である。
ｏＳｉＢ組成のワイヤ）の外部印加磁界と出力電圧との
関係を示す図である。
１ ヘリカル磁気異方性を有する軟質磁性体（アモル
ファスワイヤ） ２ 高周波電源（ｅac） ３ 直流電源（Ｅdc） ４ 抵抗（Ｒ）
ファスワイヤ） ２ 高周波電源（ｅac） ３ 直流電源（Ｅdc） ４ 抵抗（Ｒ）
Claims (10)
- 【請求項１】 ヘリカル磁気異方性を有する軟質磁性体
にパスル電流または直流を重量させた高周波電流を通電
することにより、前記軟質磁性体の両端間の誘起電圧の
大きさを外部印加磁界の変化に対して跳躍的に変化させ
るようにしたことを特徴とする双安定磁気素子。 - 【請求項２】 請求項１記載の双安定磁気素子におい
て、前記軟質磁性体はアモルファス磁性体である双安定
磁気素子。 - 【請求項３】 請求項２記載の双安定磁気素子におい
て、前記アモルファス磁性体がアモルファスワイヤであ
る双安定磁気素子。 - 【請求項４】 請求項１記載の双安定磁気素子におい
て、前記軟質磁性体がアモルファス薄膜である双安定磁
気素子。 - 【請求項５】 双安定磁気素子の製造方法において、
（ａ）磁歪を持つ細長形状の軟質磁性体を細く線引しワ
イヤを形成する工程と、（ｂ）前記ワイヤに張力を加え
た状態でアニール処理を行い、所定回数のひねりを与え
たワイヤの両端を電極固定する工程とを施すことを特徴
とする双安定磁気素子の製造方法。 - 【請求項６】 請求項５記載の双安定磁気素子の製造方
法において、前記軟質磁性体ワイヤとしてＦｅＣｏＳｉ
Ｂ組成のアモルファスワイヤを用いる双安定磁気素子の
製造方法。 - 【請求項７】 双安定磁気素子の製造方法において、
（ａ）磁歪を持つ細長形状の軟質磁性体を細く線引しワ
イヤを形成する工程と、（ｂ）前記ワイヤに所定回数の
ひねりを与えた状態でアニールした後、急冷したワイヤ
の両端を電極固定する工程を施すことを特徴とする双安
定磁気素子の製造方法。 - 【請求項８】 請求項７記載の双安定磁気素子の製造方
法において、前記軟質磁性体ワイヤとしてＣｏＳｉＢ組
成のアモルファスワイヤを用いる双安定磁気素子の製造
方法。 - 【請求項９】 双安定磁気素子の製造方法において、
（ａ）零磁歪の細長形状の軟質磁性体薄膜を形成する工
程と、（ｂ）前記薄膜の長さ方向に周回直流磁界及び直
流磁界を同時に印加してアニールした薄膜の両端を電極
固定する工程とを施すことを特徴とする双安定磁気素子
の製造方法。 - 【請求項１０】 請求項９記載の双安定磁気素子の製造
方法において、前記軟質磁性体薄膜としてＦｅＣｏＢ組
成のアモルファススパッタ薄膜を用いる双安定磁気素子
の製造方法。
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Cited By (1)
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|---|---|---|---|---|
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