JPS5829189A - 一層導体型電流駆動磁気バブル素子 - Google Patents

一層導体型電流駆動磁気バブル素子

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JPS5829189A
JPS5829189A JP56127060A JP12706081A JPS5829189A JP S5829189 A JPS5829189 A JP S5829189A JP 56127060 A JP56127060 A JP 56127060A JP 12706081 A JP12706081 A JP 12706081A JP S5829189 A JPS5829189 A JP S5829189A
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Kimihide Matsuyama
公秀 松山
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NEC Corp
Nippon Electric Co Ltd
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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。

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は電流駆動型磁気バブル素子に関するものである
。磁気バブル(以下単にバブルという)を情報の担体と
して用φる記憶素子においてバブルの転送方式は、パー
マロイの如き軟磁性膜でできたシェブロン型やYJを呈
したパタンを外部より印加する面内回転磁界によって順
次磁化することKよりて生じる磁極にバブルを引きつけ
て転送させる、−わゆる磁界駆動方式が一般的であった
し必しながら、この磁界駆動方式は、記憶密度を大吉く
するためにバブル径を小さくするに従ってバブル転送に
必要な面内回転磁界が急激に大吉〈なり、消費電力が大
きくなるとともに面内回転磁界発生用コイルに印加する
電圧が増大し、高速転送に適さなくなるという大きな欠
点を持つ、ていることは、よく知られて−る。このよう
な磁界駆動方式の欠点を克服するためKは、面内磁界発
生用コイルを用いないバブルの転送方式を実現しなけれ
ばならない。
面内磁界発生用コイルを用いないバブルの転送方式とし
ては、すでVcWIi性薄膜上に形成された導体線路に
交流電流を流してバブルを駆動する電流駆動方式c以下
、本発明が係わる極く新しい電流駆動方式と区別するた
め、初期電流駆動方式という、)が公知となっている。
この初期電流駆動方式に対しては、ψ〈らかの改良がな
されたが、導体線路の形状がII!繍すぎることや、バ
ブルの運動に方向性を持たせるために不可欠なパーマロ
イの薄片とバブルとの磁気的相互作用に起因する捕捉力
に抗してバブルを転送しなければならないこと−などO
原因によシ、記憶密度を上げようとすると素子の消費電
力が著しく大吉〈なり実用的ではなかつ九。
このような磁界駆動方式や初期電流駆動方式で社運は得
なかったこれらの欠点を克服するために近年、二層導体
型電流駆動方式と呼ばれる新しい電流駆動一方式が提案
された。この二層導体型電流駆動方式では、初期電流駆
動方式に比べ非常に単純1kII孔パターンを使用すれ
ばよ−ため、飛躍的に記憶密度を向上させることができ
る。
しかしながら、二層導体型電流駆動方式にお−ては、二
層の導体層を各々独立に駆動しなければならな−ため、
消費電力が非常に大きくなる上に周辺−路が著しく複雑
になるという重大な欠点を有して−る。
本発明の目的は、非常に簡単な周辺回路を用いて、でき
る@シ微少な電流でバブルを転送し得る一層導体型電流
駆動磁気バプル素子を提供するととKある。
本発明の詳細な説明する前に1次の磁性材料の一般性質
を述べておく。たとえば、エル・シュルツ(L、 8c
hltz)等によって1979年10月にジャーナル・
オプ・アプライド・フイジクス(Journal of
Applied Physics)結露50春第11号
第7B62頁〜第7864頁に発表された論文に記載さ
れていUうに、磁歪を有するバブル材料上に設けられた
張力性の薄膜パターンのエツジ部では磁壁エネルギーは
第1図の様に変化する。第1図中、横軸1はamの位置
を縦軸2は磁壁エネルギーを、3は磁壁エネルギー分布
を、4は張力性の薄膜パターンを示している。
本発明は上記の磁性材料の性質を利用した以下の原理に
もとづφて、初期電流駆動方式や二層導体型電流駆動方
式などの従来の電流駆動方式に残されていた重大な欠点
を取抄除くものである。
第2図は本発明の基本原理を示した図である。
第2図にお−て5は、バブル6及び7の矢印はバブル磁
壁が受ける駆動力の方向、8は張力性の薄膜パターンの
境界14の矢印はバイアス磁界の方向である・バブルが
第2図(!I)の位置にある場合には薄膜パターン境界
の右側では第1図3に示される磁壁エネルギーが薄膜パ
ターン境界に近づくKつれて小さくなる丸め薄膜パター
ン境界の右側のバブル磁壁は矢印7で示される向きに駆
動力を受ける・薄膜パターン境界の左側では磁壁エネル
ギーが薄膜パターン境界から遠ざかるにつれて小さくな
るため薄膜パターン境界の左側のバブル磁壁は矢印6で
示される向きに駆動力を受ける。
したがつてバブルは全体として薄膜パターンの内側へ向
かうような駆動力を受ける。このためバブルに外力が作
用していない場合には、バブルは第2図(mlで示され
る位置に停留することはできず磁壁エネルギーが最小と
なる位置すなわち第2図伽)で示される安定位置まで移
動する。
次に上記のような基本原理に基づく本発明の一層導体型
電流駆動磁気バプル素子の動作原理を第3図を用−て、
わか)やすくモデル酌に示す。
第3図(1)、813図(b)、13図(C)、第3図
(d)Kkいて縦軸11は電流値、横軸10は時刻、1
2は電流波形、50.51.52.53.54.55.
56.57.は横軸10上の各時刻を表わす。
第3図(a)、第3図(b)、第3図(C)、第3図(
d)において5はバブル、13.17の矢印は電流の方
向、14の矢印はバイアス磁界の方向、15は張力性の
導体層中に設けた転送用あなあきパターン、16は導体
層と対面して形成した張力性の非磁性薄膜層中に設けた
あなあきパターンである。
導体層に第3図(場の12で示されるような両極性のi
i流パルスを印加すると第3図(場の50−51閏の時
間では転送用あなあきパターンによる電流の乱れに起因
したバイアス磁界分布が生じるため、第3図(b)で示
される位置がバブルの安定点となる0次の51−52間
の時間では、導体層に電流が流れていす、電流の乱れに
起因したバイアス磁界分布は消失している丸め、第2図
を用いて説明した基本原INK基づいてバブルは第3図
(C)に示される位置まで移動する。次の52−53間
の時間では、再び電流O乱れに起因したバイアス磁界分
布が生じるためバブルは磁界勾配による駆動力を受は第
3図(d)に示され5安定点まで移動する。次の53−
54間の時間では電流の乱れに起因したバイアス磁界分
布は消失しているため、前記の基本原理に基づいてバブ
ルは第3図(e)に示される位置まで移動する0したが
って、第3図(30に示されるような両極性電流パルス
列を継絞して導体層に印加することにより、結3図山〕
K示されるような転送用″&)なあきパターン及び非磁
性薄膜中に設けたあなあきパターンによって規定される
転送路に沿ってバブルを安定に転送させることができる
・ すなわち、本発明の一層導体型電流駆動磁気バプル素子
は磁気バブルを保持し得る磁性薄膜上に周期的に配列し
丸板送用あなあきパターン列を備え九一層の導体層を形
成し、前記転送用あなあきパターン列と同じ周期を有す
るあなあきパターン列もしくは島状パターン列を備えた
非磁性薄膜層を前記導体層と互いに!1lIIl!シ、
電気的にも絶縁するように対面させて形成し、導体層に
流す交流電流によって生じる時間変調された磁界勾配に
よって磁気バブルを転送することを特徴とする。
次に第′4図を用いて本発明の実施例を示す。
第4図において、20の矢印は導体層に流す両′極性ペ
ルス電流の方向、14の矢印はバイアス磁界の方向、5
はバブルである。第4図(場の実施例において15はバ
ブルを保持し得る磁性M膜上に形成した張力性の導体層
中に設けた転送用あなあきバタ゛−ン16は前記導体層
の上側に導体層と対面して形成した張力性の非磁性薄膜
中に設けたあな′fbきパターンである。第4図(ωの
実施例にもとづき、゛張力性の導体層として厚さ一25
0OA程炭のAI Cu合金を蒸着により形成し、15
00AM度のスペーサーを介し、前記導体層と対面して
GoooAN度のAlCu合金を蒸着により形成して実
際に本発明の一層導体型電流駆動磁気バプル素子を作製
したところ駆動電流3Wμmでバブルが安定に転送され
ることが実験的にも確認された。第4図(ロ)は圧縮性
の非磁性薄膜中の島状パターン25を用い友実施の一例
である。圧縮性の非磁性¥II膜を用いた場合、パター
ン境界付近の磁壁エネルギー分布は、第1図の3のa壁
エネルギー分布を縦軸2に関して折り返したような分布
になる。したがって非磁性薄膜を用いる場合には、パタ
ーンの形状を島状パターンにすることにより第3図を用
いて説明した動作原理と同様の1理の動作原理にもとづ
いてバブルの転送を行なうことができる。第4図(C)
は第4図(mlのパターン形状を楕円形にした実施例で
ある。
第4図(e) において26は、張力性の導体層中に設
は走転送用楕円形あなあきパターン、27は張力性の非
磁性薄膜中に設けた楕円形あなあきパターンである。こ
のように楕円形のパターンを用いた場合パターン境界は
ある曲率を有することになるが、楕円パターン列の中心
軸上での磁壁エネルギー分布は、第Hillの30aq
工ネルギー分布と定性的には等しくなるため、第3図を
用いて説明した動作原理と同様の動作原理によってバブ
ルの転送を行なうことができる。
導体層及び非磁性薄膜中のパターン形状としては、第4
図に示した実施例以外にも種々の形状のものが考えられ
るが、第3図を用いて説明した知合動作原理によりバブ
ルを転送し得る形状であれば、すべて本発明に含まれる
ことはいうまでもない。父、非磁性薄膜として導体、絶
縁体材料のいづれを用いても良いことは勿論である。
【図面の簡単な説明】
311図は、エル・シュルヅらの論文に示されている説
明図の一部であS。横軸1は磁壁の位置、縦軸2は磁壁
エネルギー、3は磁壁エネルギー分布、4は張力性のM
PAパターンを示す。 第2図は本発明の基本原理を示す図である。 4は張力性の薄膜パターン、5はバブル、6,7はバブ
ル磁壁が受ける駆動力の方向、8は薄膜パターンの境界
、14の矢印はバイアス磁界の方向である。 第3図は本発明の動作原理を、わ力)りやすくモデル釣
に示した図である。横軸1Gは時間、縦軸11は電流値
、12は電流波形、50.51.5& 53.54s翫
sa、 syは機軸10上の各時刻、1はバブル13x
yo矢印は電流は電流の方向、14の矢印はバイアス磁
界の方向、15は張力性の導体層中に設けた転送用あな
あきパターン、16は張力性の非磁性薄膜中に設けえあ
なあきパターンである。 第4図は本発明の実施例を示す図である。Sはパブk、
14の矢印はバイアス磁界の方向、20の矢印は電流の
不向、15は張力性の導体層中に設は九あなあ自パター
ン、16は張力性の非磁性薄膜中に設は九あなあきパタ
ーン、25は圧縮性の非磁性薄膜中に設は九島状パター
ン、26は張力性の導体層中に設けた転送用楕円用楕円
形あなあ禽パターン27は張力性の非磁性薄膜中に設け
た楕円形あなあきパターンである。 第3図 第4図 (α)       ↓20■/q

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. 磁気バブルを保持し得る0でな一磁歪定数を有する磁性
    薄膜上に1周期的に配列した転送用あなあ禽パターン列
    を備えた一層の導体層を形成し前記転送用あなあきパタ
    ーン列と同じ周期を有するあなあきパターン列もしくは
    島状パターン列を備え九非硯性薄震層を前記導体層と互
    いに隔離し電気的にも絶縁するように対面させて形成し
    、導体層に流す交流電流によりて生じる時間変調された
    磁界勾配によって磁気バブルを転送することを特徴とし
    た一層導体型電流駆動磁気パプル素子・
JP56127060A 1981-08-13 1981-08-13 一層導体型電流駆動磁気バブル素子 Granted JPS5829189A (ja)

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