JPS5811717B2 - バブルジクソシ - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は磁気バブル、円筒状磁区なととも呼ばれるバブ
ル磁区の転送等に用いられるバブル磁区素子に関する。

オルソフェライトやガーネットなどの一軸磁気異方性の
磁性薄膜にバイアス磁界を作用させると、磁気バブルド
メイン（以下単にバブルという）が発生する。

このようなバブルを利用した磁気装置が、メモリとして
利用されることは周知の通りである。

この種のバブルメモリでは、その記憶密度を高めるため
バブルの径がより一層微小化される傾向にある。

しかしながら、バブル自体はバブルを発生させるための
バイアス磁界の強さを変えることによって相当率さな径
とすることが可能であるが、バブルの転送路が問題であ
る。

即ちこの転送路には一般にＴＩバー、シェブロンなどが
用いられ、この転送パターンの形成は写真製版技術（フ
ォトリングラフイー）によって行なわれるが、この方式
では一般には数μｍが限度である。

特に転送パターン間のギャップの部分を精密に形成する
ことが困難で、例えばこれが１μｍより狭いと廻り込み
などにより精密に形成することができなくなる。

一方転送路の幅、ギャップとバブルの径との関係はバブ
ル転送上重要なことであり、通常、転送パターンの巾は
バフルの１／２〜３／１に選ばれる。

それ故微小バブルの転送パターンの形成は極めて高精度
を要し、例えば３μｍφのバブルの場合、最小パターン
巾は１．５μｍ、パターン間のギヤフッ１８ｍ程度とな
り、写真製版技術の限界に達する。

従ってこの点で制約を受けてバブルを更に微小化するこ
とができず、メモリの高密化もできないことになる。

また、バブルの径が小さくなるのに伴ってバブル結晶の
飽和磁化４πＭｓが大きくなり、パターンとの相互作用
が大きくなるので、ギャップが存在すると、このギャッ
プを横断させる必要があるからバブルを高い磁界強度で
駆動しなければならず、更にこの強い駆動磁界によりバ
ブルの安定性が損われて分裂あるいは消滅のおそれがあ
る。

本発明は上記の問題点を解消することを目的とするもの
で、ギャップが存在しない連続的なパタ−ンならば微細
パターンをフォトリソグラフィーにより比較的容易に形
成できる点に着目し、複数個長手方向に連続して並んだ
弧状体からなるバブル転送路を提案するものである。

この転送路は微小バブル用のものも比較的容易であり、
かつ無ギャップであるから駆動磁界を強くしなくてもよ
い利点がある。

本発明に係るバブル磁区素子は一軸磁気異方性の磁性薄
板上に形成され、バブル転送などのバブル制御を行なう
バブル磁区素子において、軟磁性薄膜からなる弧状体を
その端部を重ねて連続させて前記磁性薄板の一方の面に
並設してなり、該弧状体の巾がバブルの直軽ｄに対して
３ｄ〜ｄ／２に選定されたことを特徴とするものであり
、以下これを図面を参照しながら詳細に説明する。

第１図は本発明に係るバブル磁区素子における転送パタ
ーンを示すもので、１はオルソフェライトやガーネット
などのバブル用磁性結晶薄板、２はバブル転送などのバ
ブル制御を行なうバブル磁区素子で、軟磁性材料例えば
パーマロイの条片で作られる。

この条件２は、前記薄板１の上面に直接あるいは絶縁層
を介してフォトリソグラフィーにより形成する。

また前記ｉ板１内にバブルを維持するため薄板１面に垂
直にバイアス磁界を作用させるが、このための装置の図
示説明は省略する。

前記条片２はその長手方向に半円形の弧状体が連続する
形状をなしている。

すなわち、内周縁の半径ｒ１、外周縁の半径ｒ２の円環
状薄板を２等分し、これらの複数個をその端部２ａが重
なるようにその切断面を合せて並設し、順次長手方向に
連続して整列した形状とする。

こうして得られた弧状体列の端部は短冊状の部材２ｂで
直結し、折直し部を形成する。

ただし、この説明は条片２の形状を表現するための便宜
上のものであって、前述したように条片２はフォトリソ
グラフィーにより形成され、重ね合せ端部２ａの膜厚も
他の部分と同じである。

このように転送路を形成する条片２を連続させると、エ
バーからエバーへ移る際のように転送パターン間にギャ
ップがないので、バブルを転送するための駆動磁界つま
り回転磁界の強度は、ギャップを横断するための特別な
強さとする必要がなくなり、連続した転送路に沿ってバ
ブルを移動させるに必要なだけの強度で十分である。

この結果バブルの崩壊、消滅などの障害発生を回避する
ことができる。

第６図にこのバブル磁区素子の動作マージンの一例を示
す。

バブル磁区素子つまり弧状体は半径ｒ１＝４８μｍ、ｒ
２＝８μｍであり、バブルは直径ｄが３ηｍ、４πＭｓ
が３００ガウスであった。

回転磁界が作用すると、バブルはこの磁界の回転に従っ
て主に条片２の外側縁に沿って移動するが、その態様を
第２図に示す。

第２図はバブルＢの移動の１サイクルを例示したもので
ある。

即ち回転磁界ＨＲが１．２．３・・・と回転すると、弧
状体の頂点２ｃ、端部２ａ、その中間部等に磁極、本例
ではＮ極ができ、バブルＢが紙面表側にＳ極を持ってい
るとすると、このバブルは該磁極に吸引されて１−３−
４−５−６−７の順でトロコイド状の運動をし、該弧状
体の周縁に沿って移動する。

なおこの１，３，４、・・・は回転磁界ＨＲの１．３，
４、・・・各位置に対応し、簡単化のため２，８位置は
示していないが勿論これらは１と３，７と次の１の間に
ある。

また短冊状部材２ｂの所でバブルは次の弧状体列２ｂに
移り、以後はこの弧状体列を前とは逆方向に転送されて
いく。

前記条片２の内周縁の半径ｒ１および外周縁の半径ｒ２
の差、すなわち条片２の幅Ｗはバブルの直径ｄと密接な
関係があり、またバブルの転速マージンは半径ｒ１、幅
Ｗなどの設定次第で異なってくる。

例えば、バブル直径ｄ＝３μｍ、転送パターンつまり弧
状体の幅ｗ＝２μｍ、膜厚７００人として半径ｒｌｌｒ
２を変えたときの転送マージンは第３図に示すように半
径ｒ１＝７μｍｇｒ２＝９ｒｎの場合が大きく、その上
下の（ｒ１＝８μｍ。

ｒ２＝１０μｎ）ｐ（ｒｉ＝６μｍ、ｒ２＝８μｍ）の
場合はいずれも狭くなる。

ただし、半径ｒ１は常にｒ〉ｄとする。

また、半径ｒ１を一定として半径ｒ２を変えたとき、す
なわち幅Ｗを変えたときの転送マージンは第４図に示す
ようになり、ｒ−ｒ１＝９−７＝２μｍの場合に比べて
ｒ２−ｒｌ＝１０−７＝３μｍと幅が広くなったときの
方がマージンは小さくなる。

これから幅が広くなればなるほど転送マージンが小さく
なることが推測される。

第５図は転送マージンの周波数依存性を示すもので、バ
ブル直径３μｍ、転送パターンのｒｌ＝７μｐｍ、ｒ２
＝９μｍ、膜厚７００人の場合の周波数１Ｈｚ、１００
ＫＨｚについて測定したものであり、低周波数の方が転
送マージンが大となる。

以上の実験データ等から、転送路の幅、すなわち半径ｒ
２とｒｌとの差が大きくなると転送マージンが悪くなり
、バブルは遂には消滅あるいは転送不能となることが判
った。

適当な転送路の幅は、３ｄ（ｒ２−ｒｌ＜ｄ（２である
。

なお前記実施例では転送パターンを円形の弧状体とした
が、これは円形に限らず楕円、折線、その他の形状、一
般的に言えば頂点２ｃと端部２ａとを結ぶ直線より外方
へ突出する形状の弧状パターンであればよい。

なおこの頂点２ｃと端部２ａとを直線で結んだ三角波状
パターンではバブルが一方向に転送されず、戻ってしま
ったりする。

また、弧状体の端部形状を改良すればその端部における
移動時にバブルがループを描くことなく次の弧状体の頂
点へと移動させることも可能である。

以上詳述したように本発明によれば、転送パターンはＴ
Ｉバー、シェブロンパターンの配列などと異なってギャ
ップがないので、フォトリソグラフィーにより幅の狭い
転送路を容易に、かつ精密に形成することができ、駆動
磁界もギャップを持つ場合のように大きくする必要がな
くなり、効率よくかつ確実にバブルを転送することがで
きる。

また、転送路を狭くすることができるため、バブル直径
の微小化の限界が拡がり、メモリの高密度化が可能とな
る。

例えば、ＴＩバーなどでは前述の理由でバブルは径は３
μｍ程度が微小化の限度であるが、本発明の場合にはバ
ブル径を１μｍ以下にすることもできる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明に係るバブル磁区素子の一実施例を示す
平面図、第２図は同素子におけるバブルの転送過程を示
す拡大平面図、第３図〜第６図は転送特性を示す曲線図
である。 １・・・・・・磁性薄板、２・・・・・・バブル磁区素
子、２ａ・・・・・・素子２の端部、Ｂ・・・・・・バ
ブル。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １ 一軸磁気異方性の磁性薄板上に形成さね４パルプル
   転送などのバブル制御を行なうバブル磁区素子において
   、軟磁性薄膜からなる弧状体をその端部を重ねて連続さ
   せて前記磁性薄板の一方の面に並設してなり、該弧状体
   の巾がバビルの直径ｄに対して３ｄ−ｄ／２に選定され
   たことを特徴とするバブル磁区素子。