JPS58153309A - イオン打込み素子用ガ−ネツト膜 - Google Patents
イオン打込み素子用ガ−ネツト膜Info
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- JPS58153309A JPS58153309A JP57033859A JP3385982A JPS58153309A JP S58153309 A JPS58153309 A JP S58153309A JP 57033859 A JP57033859 A JP 57033859A JP 3385982 A JP3385982 A JP 3385982A JP S58153309 A JPS58153309 A JP S58153309A
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Abstract
(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。
め要約のデータは記録されません。
Description
【発明の詳細な説明】
本発明はイオン打込み素子用ガーネット膜に関し、詳し
くは、磁気バブルの転送路や機能部の少なくとも一部が
イオン打込みによって形成された磁気バブル素子（この
ような素子を本明細書ではイオン打込み素子と称する）
にと〈Ｋ好適な、磁気バブル素子用ガーネット膜に関す
る。
くは、磁気バブルの転送路や機能部の少なくとも一部が
イオン打込みによって形成された磁気バブル素子（この
ような素子を本明細書ではイオン打込み素子と称する）
にと〈Ｋ好適な、磁気バブル素子用ガーネット膜に関す
る。
周知のように、従来は磁気バブル素子として、パーマロ
イ膜によって磁気バブル転送のための転送路（転送パタ
ーン）が形成された、いわゆるパーマロイ素子が、一般
に実用化されている。
イ膜によって磁気バブル転送のための転送路（転送パタ
ーン）が形成された、いわゆるパーマロイ素子が、一般
に実用化されている。
しかし、記憶密度を高くするために、磁気バブルの直径
を小さくすると、転送パターンの寸法や間隔が極めて微
小になって、正確に形成することが困難であるばかりで
なく、転送に要する回転磁界を著しく太きくしなければ
ならず、素子の動作上極めて不利である。
を小さくすると、転送パターンの寸法や間隔が極めて微
小になって、正確に形成することが困難であるばかりで
なく、転送に要する回転磁界を著しく太きくしなければ
ならず、素子の動作上極めて不利である。
イオン打込み素子は、このような間亀を解決するために
提案されたものであって（たとえば米国特許第λ８２８
，３２９号）、イオン打込みによって磁気バブルの転送
路が形成される。
提案されたものであって（たとえば米国特許第λ８２８
，３２９号）、イオン打込みによって磁気バブルの転送
路が形成される。
すなわち、磁気バブルを保持する磁性ガーネット族の所
望領域の上層部分に、Ｈｅ”やＮｅ＋あるいはＨＩ 、
Ｄ ＊などのイオンを打込養ことに工って、磁性ガー
ネット膜内の上層部分に格子定数の大きい歪層を形成し
、磁歪の逆効果によって、磁化方向が膜面と平行になる
層を形成するものである。
望領域の上層部分に、Ｈｅ”やＮｅ＋あるいはＨＩ 、
Ｄ ＊などのイオンを打込養ことに工って、磁性ガー
ネット膜内の上層部分に格子定数の大きい歪層を形成し
、磁歪の逆効果によって、磁化方向が膜面と平行になる
層を形成するものである。
し九がって、このイオン打込み素子においては、磁性ガ
ーネット膜が、磁気バブルを保持する層（一般には下層
）と、磁気バブルを駆動するイオン打込み層（一般には
上層）という二つの層を有し、それぞれ磁気バブルの保
持と駆動に供される。
ーネット膜が、磁気バブルを保持する層（一般には下層
）と、磁気バブルを駆動するイオン打込み層（一般には
上層）という二つの層を有し、それぞれ磁気バブルの保
持と駆動に供される。
従来のパーマロイ素子では、磁性ガーネット膜は磁気バ
ブルの保持のみに用いられ、磁気バブルの駆動には、パ
ーマロイ膜からなる転送路をガーネット膜上に設ける必
要があったが、イオン打込み素子の場合、このような転
送路をガーネット膜上に設ける必要はない。
ブルの保持のみに用いられ、磁気バブルの駆動には、パ
ーマロイ膜からなる転送路をガーネット膜上に設ける必
要があったが、イオン打込み素子の場合、このような転
送路をガーネット膜上に設ける必要はない。
イオン打込み素子において、磁気バブルを支障なく保持
し、駆動できる温度範囲の上限は、磁気バブル駆動層も
しくは磁気バブル保持層のキューリ一温度Ｔａの、いず
れが低い方である。
し、駆動できる温度範囲の上限は、磁気バブル駆動層も
しくは磁気バブル保持層のキューリ一温度Ｔａの、いず
れが低い方である。
パーマロイ素子の場合は、磁気バブルを保持するだめの
磁性ガーネット膜よりも、パーマロイ膜の方がはるかに
Ｔｃが高いため、素子が支障なく作動し得る温度の上限
は、磁性ガーネット膜のＴｃＫよって規定される。
磁性ガーネット膜よりも、パーマロイ膜の方がはるかに
Ｔｃが高いため、素子が支障なく作動し得る温度の上限
は、磁性ガーネット膜のＴｃＫよって規定される。
一方、イオン打込み素子においては、磁性ガーネット膜
のイオン打込みされた領域のキュリ一温度Ｔｃが、打込
みイオンのドーズ量に対応して低下していることが見出
された。たとえば、第２図は磁性ガーネット膜にＮｅ０
およびＨｅ０をそれぞれ打込んだ場合の、ドーズ量とキ
ューリ一温度Ｔｃの関係を示すが、いずれの場合も、ド
ーズ量の増加にともなって、Ｔｃが著しく低下する。
のイオン打込みされた領域のキュリ一温度Ｔｃが、打込
みイオンのドーズ量に対応して低下していることが見出
された。たとえば、第２図は磁性ガーネット膜にＮｅ０
およびＨｅ０をそれぞれ打込んだ場合の、ドーズ量とキ
ューリ一温度Ｔｃの関係を示すが、いずれの場合も、ド
ーズ量の増加にともなって、Ｔｃが著しく低下する。
したがって、イオン打込み素子の動作温度範囲の上限は
、磁性ガーネット膜の上層部内に、イオン打込みによっ
て形成された磁気バブル駆動層のＴｃＫよって定まる。
、磁性ガーネット膜の上層部内に、イオン打込みによっ
て形成された磁気バブル駆動層のＴｃＫよって定まる。
たとえば、従来、代表的な磁気バブル素子用ガーネット
膜として実用に供された（ＹＳｍＬｕＣａ）１（ＦｅＧ
ｅ ）ｉ ｏｌｌのＴｃは約２００ｃであるが、この膜
にイオン打込み素子として標準的な条件（たとえば１．
６ Ｘ １０ｓｓドーズのＨｅ”）でイオン打込みを行
なうと、Ｔｃは約１７０ｃに低下する。
膜として実用に供された（ＹＳｍＬｕＣａ）１（ＦｅＧ
ｅ ）ｉ ｏｌｌのＴｃは約２００ｃであるが、この膜
にイオン打込み素子として標準的な条件（たとえば１．
６ Ｘ １０ｓｓドーズのＨｅ”）でイオン打込みを行
なうと、Ｔｃは約１７０ｃに低下する。
したがって従来のパーマロイ素子にくらべて、動作温度
範囲は約３０ｔｌｌ’低くなり、イオン打込み素子実用
化の大きな障害になっていた。
範囲は約３０ｔｌｌ’低くなり、イオン打込み素子実用
化の大きな障害になっていた。
本発明の目的は、上記従来の問題を解決し、保持し得る
バブルの直径やバブルの消減磁界の大きさなど、基本的
な特性を変えることなしに、広い温度範囲で支障なく動
作することのできるイオン打込み素子用磁性ガーネット
膜を提供することである。
バブルの直径やバブルの消減磁界の大きさなど、基本的
な特性を変えることなしに、広い温度範囲で支障なく動
作することのできるイオン打込み素子用磁性ガーネット
膜を提供することである。
以下、本発明の詳細な説明する。
磁性ガー暮ツドにおけるキューリ一温度Ｔｃは、一般に
１含有される鉄イオン量が多いほど高くなる。九とえば
、一般式Ｙ＠ Ｆｅｓ −ｙＧ ａｙ ＯＢ テ表わさ
れる組成を持ったガーネット系の場合、ｙ＝１．０のＹ
ｓ Ｆｅ４．ｏ Ｇｌｔ、ｏ Ｏｆ！のＴｃは１４０
ｔ：’であるが、ｙ＝ｏのＹｓＦｅｓＯｌｘのＴｃは２
７８ｃに達する。
１含有される鉄イオン量が多いほど高くなる。九とえば
、一般式Ｙ＠ Ｆｅｓ −ｙＧ ａｙ ＯＢ テ表わさ
れる組成を持ったガーネット系の場合、ｙ＝１．０のＹ
ｓ Ｆｅ４．ｏ Ｇｌｔ、ｏ Ｏｆ！のＴｃは１４０
ｔ：’であるが、ｙ＝ｏのＹｓＦｅｓＯｌｘのＴｃは２
７８ｃに達する。
したがって、Ｔｃを高くするためには、できるだけ鉄イ
オン量を多くすることが望ましい、しかしながら同時に
、鉄イオンの量は、磁性ガーネットの飽和磁束密度にも
大きく影響する丸め、鉄イオンの量をあまり多くするの
は好ましくない。
オン量を多くすることが望ましい、しかしながら同時に
、鉄イオンの量は、磁性ガーネットの飽和磁束密度にも
大きく影響する丸め、鉄イオンの量をあまり多くするの
は好ましくない。
たとえば、ＹｓＦｅ４ＧＭＯＨの鉄イオンによる飽和磁
束密度４πＭｖ、は３００Ｇであるのに対し、ＹｓＦｅ
ｓＯｔｍの４πＭ ｙ ｅは１８００Ｇに達し、鉄イオ
ンの量が多いほど４にＭν、は大きくなる。
束密度４πＭｖ、は３００Ｇであるのに対し、ＹｓＦｅ
ｓＯｔｍの４πＭ ｙ ｅは１８００Ｇに達し、鉄イオ
ンの量が多いほど４にＭν、は大きくなる。
従来一般に用いられｆＣ（ＹＳｍＬｕＣａ）−１（Ｆｅ
Ｑｅ）１０１３では、膜の飽和磁束密度４ＫＭ ｔｌｍ
は鉄イオンによる飽和磁束密度４πＭｈそのものである
から（すなわち、４πＭ ｆｌｌ＋ａ ＝ ４πＭｙ、
）、鉄イオンの量を増加させる（Ｇａイオンの量を減少
させる）と、Ｔｃは上昇するが、同時に４πＭｔｔｔ＋
ｍも大きくなシ、バブル径ｄが小さくなる。
Ｑｅ）１０１３では、膜の飽和磁束密度４ＫＭ ｔｌｍ
は鉄イオンによる飽和磁束密度４πＭｈそのものである
から（すなわち、４πＭ ｆｌｌ＋ａ ＝ ４πＭｙ、
）、鉄イオンの量を増加させる（Ｇａイオンの量を減少
させる）と、Ｔｃは上昇するが、同時に４πＭｔｔｔ＋
ｍも大きくなシ、バブル径ｄが小さくなる。
磁気バブル素子の転送路の周期が定まれば、磁気バブル
の直径ｄも、それに応じて一定のものにする必要があり
、所望の設計値から外れてしまうのは好ましくない。
の直径ｄも、それに応じて一定のものにする必要があり
、所望の設計値から外れてしまうのは好ましくない。
したがって、４πＭ１＋ｍの上昇を防止しながらＴｃを
高くすることが、実用上最も重要である。
高くすることが、実用上最も重要である。
本発明は、適量のＱｄイオンを添加することによって、
この問題を解決するものである。
この問題を解決するものである。
すなわち、Ｇｄイオンをガーネット構造の十二面体位置
に配すると、その磁化方向は、第３図に示したように、
四面体位置にある鉄イオンの磁化方向４πＭｔ、とけ反
対になるから、Ｇｄイオンによる飽和磁束密度４πＭｏ
ｎの値は、４πＭＦ、を正の値とすれば負の値となる。
に配すると、その磁化方向は、第３図に示したように、
四面体位置にある鉄イオンの磁化方向４πＭｔ、とけ反
対になるから、Ｇｄイオンによる飽和磁束密度４πＭｏ
ｎの値は、４πＭＦ、を正の値とすれば負の値となる。
磁性ガーネット膜の全体の飽和磁束密度４πＭｕ＋ｍは
、両者の和であυ、４πＭｔ＋ｓｗａ＝４πＭ Ｆ 、
＋ ４πＭａａと表わすことができるから、Ｔｃを大
きくするために４πＭ１が大きくなっても、その増大分
を４πＭｅ−によって相殺し、４πＭ■１を所望の値と
することができる。
、両者の和であυ、４πＭｔ＋ｓｗａ＝４πＭ Ｆ 、
＋ ４πＭａａと表わすことができるから、Ｔｃを大
きくするために４πＭ１が大きくなっても、その増大分
を４πＭｅ−によって相殺し、４πＭ■１を所望の値と
することができる。
この際、ＧｄはＴｅＫ影響しないので、鉄イオンの量の
みによって、Ｔｃは所望の値に調節される。
みによって、Ｔｃは所望の値に調節される。
すなわち、本発明によれば、鉄イオンの量を増加させる
ことによってＴｃを上昇させるとともに、鉄イオンの増
加にともなって増大する４ Ｋ Ｍ Ｆ、の増大分は、
Ｇｄ添加による逆向きの４πＭａｍによって相殺され、
４πＭｒｔ＋ｍの増大は効果的に防止される。
ことによってＴｃを上昇させるとともに、鉄イオンの増
加にともなって増大する４ Ｋ Ｍ Ｆ、の増大分は、
Ｇｄ添加による逆向きの４πＭａｍによって相殺され、
４πＭｒｔ＋ｍの増大は効果的に防止される。
また、Ｇｄイオンは磁気損失が極めて小さいので、Ｇｄ
イオンを添加しても、磁気バブルの移動速度が低下しな
いという利点があシ、素子特性上好適である。
イオンを添加しても、磁気バブルの移動速度が低下しな
いという利点があシ、素子特性上好適である。
しかし、Ｇｄイオンの添加量が過大になると、Ｇｄイオ
ンのイオン半径が大きいため、膜の格子定数が大きくな
シ、液相エピタキシャル成長の基板として用いられるＧ
ｄｓＧａｉＯｔｍ（ＩＬ３８３人）あるいは８ｍｍＧａ
１Ｏｔ＊（ＩＺ４３７Ａ）などと格子定数が不一致とな
シ、重大な膜欠陥を生ずる。
ンのイオン半径が大きいため、膜の格子定数が大きくな
シ、液相エピタキシャル成長の基板として用いられるＧ
ｄｓＧａｉＯｔｍ（ＩＬ３８３人）あるいは８ｍｍＧａ
１Ｏｔ＊（ＩＺ４３７Ａ）などと格子定数が不一致とな
シ、重大な膜欠陥を生ずる。
また、Ｇｄイオン添加量が極度に過大になると、バブル
消減磁界Ｈｏの温度変化率Ｈ，が大きく変ってしまうの
で、Ｇｄイオンの添加量が過大になるのは避けた方がよ
い。
消減磁界Ｈｏの温度変化率Ｈ，が大きく変ってしまうの
で、Ｇｄイオンの添加量が過大になるのは避けた方がよ
い。
鉄イオンの一部を置換するための非磁性イオンとしては
、Ｇａ、Ｑｅが、液相成長が容易である、という理由で
好ましい。
、Ｇａ、Ｑｅが、液相成長が容易である、という理由で
好ましい。
膜面に垂直な一軸異方性を生じさせ、磁気バブルを生起
させる元素としては、異方性を発生させる効果が最も大
きい３ｍが好ましく、格子定数を調整する丸めの元素と
しては、非磁性のＹま九はｌｕが適している。
させる元素としては、異方性を発生させる効果が最も大
きい３ｍが好ましく、格子定数を調整する丸めの元素と
しては、非磁性のＹま九はｌｕが適している。
マタ、鉄イオンの一部を置換するためのイオンとして、
Ｇｃ４＋を用い九場合は、電荷を補償するために、等量
のＣａ”を添加する必要がある。
Ｇｃ４＋を用い九場合は、電荷を補償するために、等量
のＣａ”を添加する必要がある。
したがって、本発明Ｋかかる磁性ガーネット膜の組成は
、一般式（Ｒ４ｓ −ｓ＋ＧｄｚＦｅｓ −ｙ（Ｍ）ｙ
ｏｕで表わされる。ただし、ＲはＹ、ＬｕおよびＣａか
ら選ばれた少なくとも１種の元素とＳｍ、ＭはＱａおよ
びＧｅの少なくとも１種以上の元素、をそれぞれ表わす
。
、一般式（Ｒ４ｓ −ｓ＋ＧｄｚＦｅｓ −ｙ（Ｍ）ｙ
ｏｕで表わされる。ただし、ＲはＹ、ＬｕおよびＣａか
ら選ばれた少なくとも１種の元素とＳｍ、ＭはＱａおよ
びＧｅの少なくとも１種以上の元素、をそれぞれ表わす
。
本発明において、上記ＲおよびＭの量ｘ、ｙによって、
ガーネット膜の特性が異なるので、好ましい結果を得る
ためには、Ｘおよびｙの値が、所定の範囲内にあること
が必要である。
ガーネット膜の特性が異なるので、好ましい結果を得る
ためには、Ｘおよびｙの値が、所定の範囲内にあること
が必要である。
すなわち、第１表は、上記一般式（Ｒ）ｓ−ｏｄ。
Ｆｅｓ −ｙ（Ｍ）ｙ Ｏｓｓで表わされるガーネット
膜において、Ｘおよびｙの値を種々に変えた場合の、バ
ブル直径ｄ１消減磁界Ｈｏ 、Ｈ６の温度変化率および
キューリ一温度Ｔｃの値を、それぞれ示す。
膜において、Ｘおよびｙの値を種々に変えた場合の、バ
ブル直径ｄ１消減磁界Ｈｏ 、Ｈ６の温度変化率および
キューリ一温度Ｔｃの値を、それぞれ示す。
第１表において、バブル直径ｄが２−５μｍ以下、Ｈａ
の温度変化率が−０，４〜０．０．チ／Ｃ以内およびキ
ューリ一温度ＴｃがＧｄ不添加のバブル直径が同じ場合
よシ高い、という条件を満足し九ものの特性を０、上記
条件を満足しないものの特性をＸで表わした。
の温度変化率が−０，４〜０．０．チ／Ｃ以内およびキ
ューリ一温度ＴｃがＧｄ不添加のバブル直径が同じ場合
よシ高い、という条件を満足し九ものの特性を０、上記
条件を満足しないものの特性をＸで表わした。
また、第１表の結果を、Ｘおよびｙをパラメーターにし
て、第１図に示した。第１図において、記号０およびＸ
は第１表と同じ意味を有し、０およびＸに付した数字は
、第１表における査号欄の数字に対応する。
て、第１図に示した。第１図において、記号０およびＸ
は第１表と同じ意味を有し、０およびＸに付した数字は
、第１表における査号欄の数字に対応する。
第１図から明らかなように、Ｘおよびｙの値が、第１図
において、点４４ （０，０３，０）と点２（０，０３
゜０．９４）を結ぶ線分８１点２ （０，０３，０，９
４）と点７（０，８５，０，６５）を結ぶ線分１１点７
（０，８５，０，６５）と点４６（１，２０，Ｏ）を
結ぶ線分Ｃおよび点４６（１，２０，０） と点４４
（０，０３，０）を結ぶ線分ｄによって囲まれた領域
６Ａ内にあれば、直径２．５μｍ以下の磁気バブルを安
定に存在させることができ、しかも、Ｇｄを含まない場
合よりもキューリ一温度Ｔｃが高く、かつバブル消減磁
界の温度変化率が小さい、という大きな特長が得られる
。
において、点４４ （０，０３，０）と点２（０，０３
゜０．９４）を結ぶ線分８１点２ （０，０３，０，９
４）と点７（０，８５，０，６５）を結ぶ線分１１点７
（０，８５，０，６５）と点４６（１，２０，Ｏ）を
結ぶ線分Ｃおよび点４６（１，２０，０） と点４４
（０，０３，０）を結ぶ線分ｄによって囲まれた領域
６Ａ内にあれば、直径２．５μｍ以下の磁気バブルを安
定に存在させることができ、しかも、Ｇｄを含まない場
合よりもキューリ一温度Ｔｃが高く、かつバブル消減磁
界の温度変化率が小さい、という大きな特長が得られる
。
これらの特長を有する膜にイオン打込みを行なって、イ
オン打込み素子に使用すると、安定動作し得る温度領域
が、従来のガーネット膜を用いた場合よりも著しく広く
なり、極めてすぐれた素子が形成される。
オン打込み素子に使用すると、安定動作し得る温度領域
が、従来のガーネット膜を用いた場合よりも著しく広く
なり、極めてすぐれた素子が形成される。
しかも、ｘ、ｙが上記線分ａよｐ上の領域内にあると、
Ｇｄの効果によって磁壁移動速度も大きくなるので、本
発明にかかるガーネット膜は、素子の高速動作という点
においても、極めて有利である。
Ｇｄの効果によって磁壁移動速度も大きくなるので、本
発明にかかるガーネット膜は、素子の高速動作という点
においても、極めて有利である。
すなわち、上記番号が２３から３０までの８種類のガー
ネット膜は、いずれも直径０．９〜１．０μｍの微小バ
ブルを保持することができるが、これらのガーネット膜
のキューリ一温度Ｔｃとバブル消減磁界ＨｅのＧｄｔｘ
依存性を第４図に示した。
ネット膜は、いずれも直径０．９〜１．０μｍの微小バ
ブルを保持することができるが、これらのガーネット膜
のキューリ一温度Ｔｃとバブル消減磁界ＨｅのＧｄｔｘ
依存性を第４図に示した。
第４図において、数字２３〜３０は、第１図および第１
表における番号２３〜３０に、それぞれ対応する。
表における番号２３〜３０に、それぞれ対応する。
第４図から明らかなように、Ｇｄｔｘの増加にともなっ
て、Ｔｃも高くなＦ）、Ｔｃを高くするためにＧｄの添
加が極めて有効であることを示している。
て、Ｔｃも高くなＦ）、Ｔｃを高くするためにＧｄの添
加が極めて有効であることを示している。
一方、Ｈｏは、Ｘが増加してもほとんど変らず、はぼ一
定となるが、これは膜全体の飽和磁束密度４πＭ ｔ
＋ ＋ ｗａの値を、鉄の飽和磁束密度４πＭｔ、と（
）ｄの飽和磁束密度４πＭａｔの相殺効果（第３図参照
）を利用して、一定にしているためである。
定となるが、これは膜全体の飽和磁束密度４πＭ ｔ
＋ ＋ ｗａの値を、鉄の飽和磁束密度４πＭｔ、と（
）ｄの飽和磁束密度４πＭａｔの相殺効果（第３図参照
）を利用して、一定にしているためである。
すなわち、Ｈｏは４πＭ ■ｗａのほぼ１／２になるが
、第４図に示したように、Ｈｏはほぼ一定値を示し、Ｇ
ｄの添加によって、４πＭｔｒｓｍが一定に保持されて
いることは明らかである。
、第４図に示したように、Ｈｏはほぼ一定値を示し、Ｇ
ｄの添加によって、４πＭｔｒｓｍが一定に保持されて
いることは明らかである。
磁気バブルの直径ｄは、４ｗＭｔＩＩｍの値と密接な関
連があり、番号２３〜３００８種のガーネット膜は、４
πＭｅ＋ｔｍＯ値がＧｄの添加によってほぼ一定とされ
たため、バブル径ｄも、０，９〜１．０μｍとほぼ一定
になったのである。
連があり、番号２３〜３００８種のガーネット膜は、４
πＭｅ＋ｔｍＯ値がＧｄの添加によってほぼ一定とされ
たため、バブル径ｄも、０，９〜１．０μｍとほぼ一定
になったのである。
第４図に示し九ように１キユ一リ一温度ＴｃはＧｄ量Ｘ
の増加にともなって、急激に上昇するが、これは、実質
的にｐｅの増加によるものであり、換言すればｐｅと置
換するａｍや３６量の減少によるものである。
の増加にともなって、急激に上昇するが、これは、実質
的にｐｅの増加によるものであり、換言すればｐｅと置
換するａｍや３６量の減少によるものである。
したがって、Ｇｄ量ＸとＧａおよびまたはＧｅ量ｙの組
合せを適切な範凹内に選定することによって、イオン打
込みにともなうＴｃの低下に対応し、動作温度の広いイ
オン打込み素子を得ることができる。
合せを適切な範凹内に選定することによって、イオン打
込みにともなうＴｃの低下に対応し、動作温度の広いイ
オン打込み素子を得ることができる。
たとえば、上記のように、Ｈｅ０を１．６Ｘ１０”／ｃ
ＩＮ１打込むと、Ｔｃがほぼ３０Ｃ低下するが、Ｘおよ
びｙをそれぞれほぼ０．５およびほぼ０．４とすれば、
ＧｓＩを含まない場合よりも、Ｔｃをほぼ３０Ｃ高くす
ることができ、直径がほぼ１μｍの微小磁気バブルを広
い温度範囲にわたって棗好に保持することができる。
ＩＮ１打込むと、Ｔｃがほぼ３０Ｃ低下するが、Ｘおよ
びｙをそれぞれほぼ０．５およびほぼ０．４とすれば、
ＧｓＩを含まない場合よりも、Ｔｃをほぼ３０Ｃ高くす
ることができ、直径がほぼ１μｍの微小磁気バブルを広
い温度範囲にわたって棗好に保持することができる。
バブル消減磁界Ｈ，の温度変化率Ｈ０ｉも重要である。
Ｈ６ｔは通常負の値をとるが、絶対値が小さいほど、外
部の温度変化に対応できる有効温度範囲が広がるので、
実用上有利で砂る。
部の温度変化に対応できる有効温度範囲が広がるので、
実用上有利で砂る。
磁気バブル素子のバイアス磁界を印加するには、通常、
バリウムフェライト磁石が用いられるが、この磁石の温
度係数に適合するように、Ｈ０丁が−０，２％／ｌ：’
前後のガーネット膜が使用される。また、ガーネット膜
のＨ８〒が−０，２〜−〇、４チ／Ｃの場合は、バリウ
ムフェライト磁石にＣｒを添加して、磁石の温度係数を
これに合致させることも可能である。
バリウムフェライト磁石が用いられるが、この磁石の温
度係数に適合するように、Ｈ０丁が−０，２％／ｌ：’
前後のガーネット膜が使用される。また、ガーネット膜
のＨ８〒が−０，２〜−〇、４チ／Ｃの場合は、バリウ
ムフェライト磁石にＣｒを添加して、磁石の温度係数を
これに合致させることも可能である。
Ｈｏｔ ＝Ｑとなるようなガーネット膜が最も好ましい
が、Ｈｏｔが正の値をとると、広い温度範囲でこれに適
合できるバイアス用磁石が存在しないため、実用化は困
難である。
が、Ｈｏｔが正の値をとると、広い温度範囲でこれに適
合できるバイアス用磁石が存在しないため、実用化は困
難である。
上記理由から、Ｈｅテはゼロもしくは負の値となること
が好ましく、シかも、その絶対値ができるだけ小さい方
がよい。
が好ましく、シかも、その絶対値ができるだけ小さい方
がよい。
第５図はバブル消減磁界Ｈａの温度変化率）（ｏｔＯＧ
ｄ量Ｘ依存性を示し、図中の数字２３〜３０は、第４図
の場合と同じく、第１図および第１表における番号２３
〜３０に、それぞれ対応する。
ｄ量Ｘ依存性を示し、図中の数字２３〜３０は、第４図
の場合と同じく、第１図および第１表における番号２３
〜３０に、それぞれ対応する。
第５図から明らかなように、ＸがＯからほぼ１、０５１
での範囲では、Ｘの増大にともなってＨａｙは次第に０
に近づき（負数の絶対値が小さくなシ）、実用上有利と
なる。しかし、Ｘがそれ以上になると）ｌｅｔは正の値
となるので、第５図に示し九ガーネット膜の場合は、Ｘ
がほぼ１．０５以上となるのは、好ましくない。番号３
ｏのガーネット膜の４Ｉ性を１．Ｉｔ表において×とし
たのは、この連山のためである。
での範囲では、Ｘの増大にともなってＨａｙは次第に０
に近づき（負数の絶対値が小さくなシ）、実用上有利と
なる。しかし、Ｘがそれ以上になると）ｌｅｔは正の値
となるので、第５図に示し九ガーネット膜の場合は、Ｘ
がほぼ１．０５以上となるのは、好ましくない。番号３
ｏのガーネット膜の４Ｉ性を１．Ｉｔ表において×とし
たのは、この連山のためである。
Ｈ・！が正値となる境界は、第１図に示し九線分Ｃであ
ル、これがＧｄ量Ｘの上限となる。Ｘの上限値はＱａお
よびまたはＧｅＯ量ｙの値にょシ、線分ｃＫ沿って変る
。
ル、これがＧｄ量Ｘの上限となる。Ｘの上限値はＱａお
よびまたはＧｅＯ量ｙの値にょシ、線分ｃＫ沿って変る
。
Ｑｄ添加によって得られる他の顕著な効果として、バブ
ル移動度μＷの増大があり、第６図に示したように、（
）ｄＪｉＫの増大にともなって、バブル移動度μＷは著
しく増大する。μｗｌＺ）増大は、バブルが高速で移動
できることを意味するから、素子の高速駆動にＧｄの添
加が極めて有利であることは明らかである。なお、第６
図において、数字２３〜３０は、第５図と同様に、第１
嚢および第１図におけるガーネット膜の番号に、それぞ
れ対応する。
ル移動度μＷの増大があり、第６図に示したように、（
）ｄＪｉＫの増大にともなって、バブル移動度μＷは著
しく増大する。μｗｌＺ）増大は、バブルが高速で移動
できることを意味するから、素子の高速駆動にＧｄの添
加が極めて有利であることは明らかである。なお、第６
図において、数字２３〜３０は、第５図と同様に、第１
嚢および第１図におけるガーネット膜の番号に、それぞ
れ対応する。
第１表に示したように、番号１〜７および１２のガーネ
ット膜が保持する磁気バブルの直径は２．４〜２５μｍ
である。しかし、第１図において線分すよシ右方の領域
では、バブルの直径が３μｍ以上となり、配憶密度ＩＭ
ビット／ｃｒ１１１以上の高密度磁気バブル素子には不
適である。
ット膜が保持する磁気バブルの直径は２．４〜２５μｍ
である。しかし、第１図において線分すよシ右方の領域
では、バブルの直径が３μｍ以上となり、配憶密度ＩＭ
ビット／ｃｒ１１１以上の高密度磁気バブル素子には不
適である。
線分すより左方の領域内では、バブルの直径は小さくな
り、番号１３〜１７のものではバブル直径は１．８μｍ
１番号１８〜２２のものは１．３〜１．６μｍ１番号３
１〜３８のものは０．７μｍ１香号３９〜４６のものは
０．４〜０．５μｍであった。
り、番号１３〜１７のものではバブル直径は１．８μｍ
１番号１８〜２２のものは１．３〜１．６μｍ１番号３
１〜３８のものは０．７μｍ１香号３９〜４６のものは
０．４〜０．５μｍであった。
したがって、好ましい結果の得られる”＋Ｙの範囲は、
線分すの左方、線分Ｃの下方および線分ｎｏ上方であシ
、′これらの条件を満足する領域は、第１図領域人であ
る。
線分すの左方、線分Ｃの下方および線分ｎｏ上方であシ
、′これらの条件を満足する領域は、第１図領域人であ
る。
第１表に示したガーネットは、いずれも（Ｙ８ｍＬＬ１
）ｓ＋ｌｌＧｄｗＦｅｓ−ｙＧａｙＯｔｍもしくは（Ｓ
ｍ Ｌｕ ）ｌ−ｍ Ｇｄ ｘ Ｆｅｓ Ｏｌｇなる組
成を有しているが、磁気バブル素子用ガーネット膜にお
いて、ＱａとＱｅは基本的に役割が同じでらυ、Ｇａの
かわｌ） Ｋ Ｇ ｅを添加し九、たとえば（ＹＳｍＬ
ｕＣａ）３−。
）ｓ＋ｌｌＧｄｗＦｅｓ−ｙＧａｙＯｔｍもしくは（Ｓ
ｍ Ｌｕ ）ｌ−ｍ Ｇｄ ｘ Ｆｅｓ Ｏｌｇなる組
成を有しているが、磁気バブル素子用ガーネット膜にお
いて、ＱａとＱｅは基本的に役割が同じでらυ、Ｇａの
かわｌ） Ｋ Ｇ ｅを添加し九、たとえば（ＹＳｍＬ
ｕＣａ）３−。
Ｇｄ ｘ Ｆ’ｅｌ−Ｆ Ｇｅ ｙ Ｏｓｓを用いても
、はぼ同じ結果が得られ九。また、Ｇａ、！＝Ｇｅの両
者を含有する、たとえば（Ｙ８ｍＬ ”ＣＭ ）、 Ｍ
Ｇｄ ｆｆｉ Ｆ ｅ ５ ＋ Ｆ （ＱａＱｅ ）
ＦＯＩ ｌも、Ｇａ＋Ｑｅを単独に用いた場合と同じ結
果が得られ友。
、はぼ同じ結果が得られ九。また、Ｇａ、！＝Ｇｅの両
者を含有する、たとえば（Ｙ８ｍＬ ”ＣＭ ）、 Ｍ
Ｇｄ ｆｆｉ Ｆ ｅ ５ ＋ Ｆ （ＱａＱｅ ）
ＦＯＩ ｌも、Ｇａ＋Ｑｅを単独に用いた場合と同じ結
果が得られ友。
上記説明から明らかなように、本発明にぶれば、従来の
ガーネット膜よシキューリ一温度Ｔｃが高い丸め、イオ
ン打込みによってＴｃが低下しても、イオン打込み素子
用ガーネット膜として、十分使用することができる。
ガーネット膜よシキューリ一温度Ｔｃが高い丸め、イオ
ン打込みによってＴｃが低下しても、イオン打込み素子
用ガーネット膜として、十分使用することができる。
また、直径の小さな微小バブルを保持することができる
、バブル移動度が太きいなど、すぐれた特性を有してお
り、イオン打込み素子に使用して、極めて好ましい結果
が得られる。
、バブル移動度が太きいなど、すぐれた特性を有してお
り、イオン打込み素子に使用して、極めて好ましい結果
が得られる。
本発明にかかる磁性ガーネット膜は、従来一般に用いら
れた他のガーネット膜と同様に、周知の液相エピタキシ
ャル法によって、非磁性ガーネット（たとえばＧｄ５Ｇ
ａｉＯｔｘなど）の単結晶基板のたとえば（１１１）面
上に容易に形成され、膜厚はほぼ３〜０．３μｍ程度の
ものが使用される。
れた他のガーネット膜と同様に、周知の液相エピタキシ
ャル法によって、非磁性ガーネット（たとえばＧｄ５Ｇ
ａｉＯｔｘなど）の単結晶基板のたとえば（１１１）面
上に容易に形成され、膜厚はほぼ３〜０．３μｍ程度の
ものが使用される。
バブルを駆動するためのイオン打込み領域は、たとえば
水素、ヘリウムもしくはネオンなどのイオンを打込むこ
とによって形成される。打込み領域の深さは、通常は、
膜厚のほぼ１／３程度に選ばれるが、これと若干異なっ
てもよいことは勿論である。また、イオンドーズ量は広
い範囲から選択すやことが可能でおり、打込まれるイオ
ンの種類その数など、他の条件によって適宜選トされる
。
水素、ヘリウムもしくはネオンなどのイオンを打込むこ
とによって形成される。打込み領域の深さは、通常は、
膜厚のほぼ１／３程度に選ばれるが、これと若干異なっ
てもよいことは勿論である。また、イオンドーズ量は広
い範囲から選択すやことが可能でおり、打込まれるイオ
ンの種類その数など、他の条件によって適宜選トされる
。
本発明は、転送路や機能部の全部をイオン打込みによっ
て形成した素子はいうまでもなく、転送回路や機能部の
一部を部分的次イオン打込みで形成し、他の部分は従来
と同様あるいは電流駆動タイプの場合のように、パーマ
ロイや他の導電体に工って形成された磁気バブル素子に
も、広く用い得ることはいうまでもない。
て形成した素子はいうまでもなく、転送回路や機能部の
一部を部分的次イオン打込みで形成し、他の部分は従来
と同様あるいは電流駆動タイプの場合のように、パーマ
ロイや他の導電体に工って形成された磁気バブル素子に
も、広く用い得ることはいうまでもない。
第１図は、本発明においてＸとｙの好ましい範囲を示す
図、第２図はイオン打込みによるキューリ一温度の低下
の例を示す図、第３図はＧｄによる鉄の影響抑制を説明
するための図、第５図乃至第７図は本発明の効果を示す
図である。 代理人 弁理士 薄田利幸 ｖｉＩ 図 丘良お昌−ｘｈ＋ｘ（ｑｅ量・（チ２ ＹＪ Ｚ 図 イｆ＞ｎ”ｒＬＫ々ドース量（イネ＞／（ｗｂｌノを崗
鞍く豊峙子よ ３ ３ 吋 □ ｉ′：＞−喚交百石 第１頁の続き ０発 明 者 石田文彦 茂原市早野３３００番地株式会社日 立製作所茂原工場内 手続補正書（方式） ％式％ 発明の名称 イオン打込み素子用ガーネット膜 補正をする者 ン・ Ｑ、 １５１０１株式会社 ■ 立
装 作 所代 表 ６ 三 １） 勝
茂代 理 人 補正の対象 明細書の図面の簡単な説明の欄 補正の内容
図、第２図はイオン打込みによるキューリ一温度の低下
の例を示す図、第３図はＧｄによる鉄の影響抑制を説明
するための図、第５図乃至第７図は本発明の効果を示す
図である。 代理人 弁理士 薄田利幸 ｖｉＩ 図 丘良お昌−ｘｈ＋ｘ（ｑｅ量・（チ２ ＹＪ Ｚ 図 イｆ＞ｎ”ｒＬＫ々ドース量（イネ＞／（ｗｂｌノを崗
鞍く豊峙子よ ３ ３ 吋 □ ｉ′：＞−喚交百石 第１頁の続き ０発 明 者 石田文彦 茂原市早野３３００番地株式会社日 立製作所茂原工場内 手続補正書（方式） ％式％ 発明の名称 イオン打込み素子用ガーネット膜 補正をする者 ン・ Ｑ、 １５１０１株式会社 ■ 立
装 作 所代 表 ６ 三 １） 勝
茂代 理 人 補正の対象 明細書の図面の簡単な説明の欄 補正の内容
Claims (1)
- 非磁性ガーネット単結晶基板上に形成されたイオン打込
み領域を所望部分にそなえたガーネット膜において、諌
ガーネット膜は一般式（Ｒ）ｍ−Ｇｄ、Ｆｅｓ−ｙ（Ｍ
）ｙＯｔｓ（ただし、ＲはＹ、Ｌｕおも１種の元素、Ｘ
およびｙは添付図面第１図において点４４（α０３．０
）と点２ （０，０３，０，９４）を結を結ぶ線分Ｃお
よび点４６ （１，２０，０）と点４４（ｏ、ｏａ、ｏ
）を結ぶ線分ｄによって包囲された領域入内にある）で
表わされる組成を有することを特徴とするイオン打込み
素子用ガーネット膜。
Priority Applications (4)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP57033859A JPS58153309A (ja) | 1982-03-05 | 1982-03-05 | イオン打込み素子用ガ−ネツト膜 |
| DE8383100933T DE3374482D1 (en) | 1982-03-05 | 1983-02-01 | Garnet film for ion-implanted magnetic bubble device |
| EP83100933A EP0088228B1 (en) | 1982-03-05 | 1983-02-01 | Garnet film for ion-implanted magnetic bubble device |
| US06/471,806 US4532180A (en) | 1982-03-05 | 1983-03-03 | Garnet film for ion-implanted magnetic bubble device |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP57033859A JPS58153309A (ja) | 1982-03-05 | 1982-03-05 | イオン打込み素子用ガ−ネツト膜 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS58153309A true JPS58153309A (ja) | 1983-09-12 |
Family
ID=12398224
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP57033859A Pending JPS58153309A (ja) | 1982-03-05 | 1982-03-05 | イオン打込み素子用ガ−ネツト膜 |
Country Status (4)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US4532180A (ja) |
| EP (1) | EP0088228B1 (ja) |
| JP (1) | JPS58153309A (ja) |
| DE (1) | DE3374482D1 (ja) |
Families Citing this family (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US4625390A (en) * | 1983-03-16 | 1986-12-02 | Litton Systems, Inc. | Two-step method of manufacturing compressed bismuth-containing garnet films of replicable low anisotropy field value |
| US4728178A (en) * | 1984-07-02 | 1988-03-01 | Allied Corporation | Faceted magneto-optical garnet layer and light modulator using the same |
| FR2572844B1 (fr) * | 1984-11-02 | 1986-12-26 | Commissariat Energie Atomique | Materiau magnetique du type grenat, film magnetique a forte rotation faraday comportant un tel materiau et son procede de fabrication |
| GB0809403D0 (ja) * | 2008-05-23 | 2008-07-02 | Cambridge Entpr Ltd |
Citations (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS5562714A (en) * | 1978-11-01 | 1980-05-12 | Hitachi Ltd | Garnet film for magnetic bubble |
| JPS5642311A (en) * | 1979-09-17 | 1981-04-20 | Hitachi Ltd | Garnet film for magnetic bubble |
Family Cites Families (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| DE2232902A1 (de) * | 1971-08-04 | 1973-02-15 | Ibm | Magnetische granat-einkristallschicht |
| US3828329A (en) * | 1972-07-24 | 1974-08-06 | Bell Telephone Labor Inc | Single wall domain propagation arrangement |
| JPS5078895A (ja) * | 1973-11-12 | 1975-06-26 | ||
| JPS58142510A (ja) * | 1982-02-19 | 1983-08-24 | Hitachi Ltd | 磁気バブル素子の製造方法 |
-
1982
- 1982-03-05 JP JP57033859A patent/JPS58153309A/ja active Pending
-
1983
- 1983-02-01 EP EP83100933A patent/EP0088228B1/en not_active Expired
- 1983-02-01 DE DE8383100933T patent/DE3374482D1/de not_active Expired
- 1983-03-03 US US06/471,806 patent/US4532180A/en not_active Expired - Lifetime
Patent Citations (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS5562714A (en) * | 1978-11-01 | 1980-05-12 | Hitachi Ltd | Garnet film for magnetic bubble |
| JPS5642311A (en) * | 1979-09-17 | 1981-04-20 | Hitachi Ltd | Garnet film for magnetic bubble |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| EP0088228A3 (en) | 1986-01-08 |
| DE3374482D1 (en) | 1987-12-17 |
| EP0088228A2 (en) | 1983-09-14 |
| US4532180A (en) | 1985-07-30 |
| EP0088228B1 (en) | 1987-11-11 |
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