JPS5813996B2 - バブルの磁壁状態を符号化する装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 この発明はバブル磁区、更に具体的に言えばバブルの壁
（磁壁）状態を符号化する装置に関する。

単一磁区を用いる従来のＴ一Ｉ形、Ｔ−Ｘ形、Ｃ形の棒
状並びに隣接ディスク（ ｃｏｎｔｉｇｕｏｕｓｄｉｓ
ｋ）形情報貯蔵装置では、バブル地区の有無によってデ
ータ・ビットが表わされる。

こういう形式の装置では、バブル磁区が持つブロツホ線
が０、１又は２対であるかどうかは問題ではない。

磁区は異なる数の垂直ブロツホ線を持っていてよい。

ブロツホ線は、大まかに言えば、壁の磁化に垂直方向の
捩れが出来る線であるとみなすことが出来る。

こういうブロツホ線が磁区の壁の磁化の中で、２つの区
域を隔てている、相異なる磁区は垂直勾置磁界に対して
相異なる移動方向を有する。

ブロツホ線やバブル磁区の磁気的な性質に対するその影
響が米国特許第３９４０７５０号及び同第３８９０６０
５号に記載されている。

１９７５年１１月１４日に出願された係属中の米国特許
出願通し番号第６３２６０４号に記載されている様な、
バブル磁区素子の格子配列を用いる情報装置では、異な
る数のブロツホ線を持つバブルを使うことが重要である
。

バブル磁区に所定数のブロツホ線を形成する方法が、米
国特許第４００１７９４号及び同第３９９６５７７号に
記載されている。

米国特許第３９９６５７７号に記載されている方法並び
に装置はそれを使ってかなりの成功が収められた。

この米国特許には、磁気層をバブル媒質のバブル磁区を
核発生させようとする区域に交換結合し、それと共に外
部から印加する面内磁界を用い或は用いないで、１対の
ブロツホ線をバブル磁区に発生するか（Ｓ＝０）又は発
生しない（Ｓ＝１）様に制御する。

交換結合された磁気層はイオン注入層であってもよいし
、平面状の磁化を持つガーネットの薄膜であってもよい
し、或いはパーマロイの薄膜であってもよい。

この米国特許には、交換結合された磁気層に外部面内磁
界が印加されているかいないかに応じて、バブル磁区の
壁を臨界速度にかけることにより、バブル磁区の壁状態
を既知の２つの状態の内のいずれか一方に制御して切換
えることも記載されている。

この方法は、格子形装置では幅の広い１本の導体を用い
、好ましい実施例では２レベルの２段階のメタラージイ
を用いている。

更に、垂直磁界は、選択された局部面内磁界の大きさに
よって決定される。

この方法では、符号化工程の間、Ｓ＝１のバブルが導体
の下を一方の向きに移動する。

他方、Ｓ＝０のバブルは導体の下を反対向きに移動する
。

その結果、符号化された後のバブルの位置がその状態に
よって変わる。

バブルの位置は、材料の変動、導体の応力並びにその他
のパラメータによっても影響を受ける。

符号化後のバブルの位置のこの様な変動の為、バブルの
伝播が困難になる。

この発明の主な目的は、バブルの壁状態を符号化する改
良された装置を提供することである。

この発明の別の目的は１レベルのメタラージイを用いて
、バブルの壁状態を符号化する手段を提供することであ
る。

この発明の別の目的は、バブルの壁状態を符号化する手
段として、必要な面積が一層小さくて済む手段を提供す
ることである。

この発明の別の目的は、バブルの壁状態を符号化する手
段として、垂直磁界が実質的に局部面内磁界に無関係で
ある様な手段を提供することである。

この発明の別の目的は、符号化工程の間、バブルの位置
を制御する手段を提供することである。

この発明の別の目的は、バブル格子装置に於けるデータ
速度を高める手段を提供することである。

上記並びにその他の目的が、磁区を維持し得る磁気材料
の膜上に配置された２つの平行な導体を用いる装置によ
って達成される。

２つの平行な導体の間のすき間は、バブルの壁状態を符
号化するのに十分な局部面内磁界を発生すると共に、導
体に電流が印加されている間、バブルをすき間内に保つ
のに十分な垂直磁界を発生する様な大きさである。

外部面内磁界がバブル膜に印加される。２本の導体に同
時に同じ第１の向きに電流が印加された時、バブルがＳ
＝１の壁状態に符号化される。

電流が両方の導体に、第１の向きとは反対の向きに同時
に印加された時、バブルはＳ−０に符号化される。

米国特許第３９９６５７７号に記載されている様な種類
の従来の符号化装置はバブル媒質１０を含んでおり、そ
の上面に交換結合された磁気層（図に示していない）が
ある。

１本の導体１２がバブル媒質１０の上に配置される。

導体１２は比較的幅が広く、例えば、好ましい幅は、５
ミクロンのバブル装置に対しては、５０ミクロン程度で
ある。

符号化しようとするバブル１４がバブル媒質１０内で導
体１２の下側の、その中心近くにある。

符号化の前にバブルを導体１２の中心まで移動させる為
、並びにその後符号化されたバブルを格子に移動させる
為、第１図に示してない第２レベルのメタラージイが必
要である。

第１Ａ図は、導体１２に電流が印加された時、導体の下
に形成される垂直磁界Ｈ２１６及び弓部面内磁界Ｈ，１
８の間の関係を示す。

第１図の装置の動作について説明すると、例えば５．０
０ｅの外部面内磁界を印加し、導体１２に０．５アンペ
アを印加して、バブルの符号化位置に約５００ｅの局部
面内磁界Ｈｐ１８を作る。

垂直磁界Ｈ２１６の勾配により、バブルは、Ｈ２の一層
小さな値の所まで右へ移動する。

導体１２にあまり長い間電流をかけたままにしておくと
、バブルがＨ２の小さい値まで移動して、条片状になる
（ ｓｔｒｉｐｅ ｏｕｔ ）ことがある従来のこの装
置では、電流によって発生された局部面内磁界が差し引
かれて大体ＯＯｅになり、ブロツホ線を持たないＳ＝１
のバブルが形成される。

電流によって発生された局部面内磁界が相加わって大体
１０００ｅになる時、１対のブロツホ線を持つＳ＝０の
バブルが形成される。

Ｓ＝１状態は面内磁界が存在しないか又はごく小さい時
に形成され、Ｓ＝０のバブルは実質的な面内磁界が存在
する時に形成される。

符号化した後、その後の符号化用の磁界によってバブル
の崩壊又は条片化が起らない様に、バブルを幅の広い導
体から或る距離だけ遠ざけなければならない。

第１図の場合、５ミクロンのバブルは、次のバブルに使
われる後続の符号化パルスの影響を受けない様にする為
には、５０乃至７５ミクロン移動しなければならない。

バブルの運動は速度が限られているから、この距離によ
ってデータ速度が決定される。

例えば、１５メートル／秒が速度限界であるとすると、
次の位置まで移動するのに要する時間は約５マイクロ秒
（ ２ ０ ０ ＫＨｚ）のデータ速度になる。

この発明では第２図に示す様に、バブルの壁状態を符号
化する装置が、バブル媒質２０と、その上に配置された
１対の導体２２，２４とを有する。

バブル媒質２０は第１図について述べた従来のバブル媒
質と同じものであって、交換結合された磁気層（図に示
してない）を含む。

導体２２，２４は比較的幅が狭く、例えば４ミクロン程
度である。

一般に、導体の幅はバブルの直径の１乃至４倍である。

典型的には、２．５乃至５ミクロンのバブルに対しては
、導体の幅が２乃至２０ミクロンであり、３乃至５ミク
ロンが好ましい幅である。

導体の幅を幾らにするかは、主に用途に関係し、種種の
設計上のパラメータの折合いの結果である。

導体の幅を狭くすれば、必要とする面積又はチップの広
さが少なくてすみ、この為データ速度が高くなる。

他方導体の幅を広くすれば、電流密度は小さくてすみ、
その為導体の安定性が改善される。

導体２２．２４の間のすき間は、比較的狭く、例えば６
ミクロン程度である。

一般に、すき間の幅はバブルの直径の０．５乃至２倍で
ある。

５ミクロンのバブルに対し幅４ミクロンの導体の間に形
成されるすき間は、３乃至１０ミクロンであるが、５乃
至７ミクロンの幅が好ましい。

このすき間の大きさは、電源２３からの電流を導体２２
，２４に同じ向きに通した時、第２Ａ図に示す様に、バ
ブルの壁状態を符号化するのに十分な局部面内磁界２８
が形成されると共に垂直磁界３２が形成される様になっ
ていなければならないので、このすき間の大きさが重要
である。

手段２１から、典型的には２０乃至６００ｅの局面内磁
界が供給される。

局部面内磁界２８には、導体２２ ． ２４の間のすき
間の真上にへこみ３０がある。

垂直磁界３２も、導体２２，２４の間のすき間の中心近
くに局部的な凹部３４がある。

導体２２ ，２４に電流が印加されると、局部的な凹部
３４がバブルのトラップとなる為、バブルは導体２２
．２４の中心近くにとどまる。

すき間の大きさによって、電流を印加した時、垂直磁界
３２の局部的な凹部３４が、バブルを押えて、バブルが
垂直磁界３２の最低値まで移動しない様にする効果が決
まる。

すき間が狭すぎると、局部的な凹部３４は浅すぎてバブ
ルを保持することが出来ず、バブルが垂直磁界に入って
条片化することがある。

すき間が広すぎると、平面内磁界のへこみ３０が深くな
って、バブルの符号化に要する電流が大きくなりすぎる
。

第２図及び第２Ａ図の例を挙げると、外部面内磁界が５
００Ｊある場合、０．２５アンペアの電流を両方の導体
２２，２４に同じ向きに通す。

好ましい実施例では、導体２２ ，２４の大きさは４ミ
クロンである。

これらの導体が隔たって幅６ミクロンのすき間を形成す
る。

幅４ミクロンの２本の導体が幅６ミクロンのすき間だけ
隔たることにょり、すき間には、壁状態を符号化するの
に十分な局部面内磁界が発生されると共に、符号化工程
の間、バブルを導体の中心に保つのに十分な垂直磁界が
すき間内に発生される。

電流を導体に一方の向きに通すと、Ｓ＝１のバブルが形
成される。

電流を反対の向きに通すと、Ｓ＝０のバブルが形成され
る。

第３Ａ図は２本の導体４０，４２の間のすき間にバブル
４４を形成する１実施例を示す。

この実施例では、符号化導体４０ ，４２は、バブルの
並進に使われる導体（図に示してない）と同じレベルニ
シて、単一レベルのメタラージイ系を提供することが出
来る。

符号化導体４０ ，４２は、符号化の前後に、適当な電
流を加えることによってバブルを並進させる為にも使う
ことが出来る。

第３Ａ図に示す実施例は、バブルが符号化された後、次
の符号化パルスの影響を実質的に受けなくなる様にする
為に、符号化位置から僅か１０乃至１５ミクロンだけ動
かせばよいので、従来の装置に較べてデータ速度が比較
的高くなる。

例えば、１５メートル／秒がバブルの速度限界であると
すれば、バブルが次の位置まで１０乃至１５ミクロン移
動するのに要する時間は１マイクロ秒（ＩＭＨｚのデー
タ速度）である。

第３Ｂ図に好ましい実施例を示す。

この実施例では、２本の平行な導体５０ ，５４の延長
部５２、５６がすき間から遠ざかる向きに伸びている。

符号化しようとするバブル５８が図示の様にすき間内に
ある。

この実施例は、バブルを並進させる為に第２レベルのメ
タラージイを必要とする。

この実施例の１つの利点は、バブルを符号化した後、次
の符号化パルスの影響を実質的に受けなくなる様にする
為に、符号化位置から僅か約７ミクロンだけ動かせばよ
いことである。

その結果、データ速度が更に高くなり、装置に必要な面
積が更に小さくなる。

別の使い方は、一方の導体に対する電流の印加は、他方
の導体に電流を印加する少し前に行なうことである。

この様に食い違いの電流パルスを印加すると、符号化の
際の運動が制御され、それによって符号化の誤差率が低
下する。

希望によっては、第３Ａ図の導体４０ ，４２及び第３
Ｂ図の導体５０，５４は１端又は両端で接続することが
出来る。

この場合、食い違い電流パルス方式は使わない。

この発明による壁状態符号化装置は多数の利点がある。

２つの導体を用いた構成により、勾配内の垂直磁界を、
平面内磁界に無関係な幅の広い限界内で制御することが
出来る。

その結果、切換えの際にバブルの運動を制御することが
出来るが、１本の導体を用いた設計では、切換えの際の
バブルの速度が大きくなりすぎ、バブルの壁状態の不安
定性につながる。

この発明では、希望によって１レベルのメタラージイを
用いて、発生、切換え及び並進の書込み作用を行なうこ
とが出来る。

孤立したバブルを安定化する為に必要な局部バイアスを
供給する為に導体を使う場合、１レベルのメタラージイ
で済むことが重要である。

他の利点としては、データ速度が高くなること、並びに
所要面積又は広さが減少することが挙げられる。

【図面の簡単な説明】

第１図は従来の符号化装置の断面図、第１Ａ図は第１図
の従来の装置の局部面内磁界及び垂直磁界を示すグラフ
、第２図はこの発明の装置の断面図、第２Ａ図は第２図
の装置の局部面内磁界及び垂直磁界を示すグラフ、第３
Ａ図は１つの導体配置の平面図、第３Ｂ図は別の導体配
置の平面図である。 主な符号の説明、２０・・・・・・バブル媒質、２２，
２４・・・・・・導体、２１・・・・・・面内磁界源、
２３・・・・・・電流源。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ バブル媒質内のバブルの磁壁状態を符号化する装置
   に於て、 前記バブル媒質上に配置された第１の導体と、該第１の
   導体と平行に配置されていてその間にすき間を形成する
   第２の導体と、 前記バブル媒質に外部面内磁界を印加する手段と、 前記第１及び第２の導体に同じ向きの電流を印加して局
   部面内磁界及び局部垂直磁界を前記すき間に発生する手
   段とよりなり、 前記すき間が、前記第１及び第２の導体に電流を印加す
   る間に、バブルの磁壁状態を符号化する局部面内磁界を
   該すき間内に発生すると共に、前記すき間内にバブルを
   保持する局部垂直磁界を前記すき間内に発生するのに十
   分な寸法となる様に設けられ、 前記第１及び第２の導体に第１の方向に電流を印加する
   ことにより、バブルを第１の磁壁状態に符号化し、前記
   第１の方向とは反対の方向に前記第１及び第２の導体に
   電流を印加することによりバブルを第２の磁壁状態に符
   号化する様にしたバブルの磁壁状態を符号化する装置。 ２ 第１の導体及び第２の導体の幅が２ないし２２０ミ
   クロンである事を特徴とする特許請求の範囲第１項記載
   の装置。 ３ 第１の導体及び第２の導体の幅が、符号化されるバ
   ブルの直径の１ないし４倍である事を特徴とする特許請
   求の範囲第１項記載の装置。 ４ 第１の導体及び第２の導体が３ないし１０ミクロン
   の幅のすき間を形成する様に配置される事を特徴とする
   特許請求の範囲第１項記載の装置。 ５ 第１の導体及び第２の導体が符号化されるバンブル
   の直径の０．５ないし２倍の幅のすき間を形成する様に
   配置される事を特徴とする特許請求の範囲第１項記載の
   装置。 ６ 第１の導体及び第２の導体が少なくとも一端に於て
   接続される事を特徴とする特許請求の範囲第１項記載の
   装置。 ７ 第２の導体が第１の導体に平行な第１の部分と、上
   記第１の部分を横切る方向の第２の部分を有する事を特
   徴とする特許請求の範囲第１項記載の装置。