JPS5830727B2 - バブルドメイン用ガ−ネツト磁性薄膜 - Google Patents
バブルドメイン用ガ−ネツト磁性薄膜Info
- Publication number
- JPS5830727B2 JPS5830727B2 JP5302076A JP5302076A JPS5830727B2 JP S5830727 B2 JPS5830727 B2 JP S5830727B2 JP 5302076 A JP5302076 A JP 5302076A JP 5302076 A JP5302076 A JP 5302076A JP S5830727 B2 JPS5830727 B2 JP S5830727B2
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- JP
- Japan
- Prior art keywords
- thin film
- bubble
- garnet
- magnetic thin
- garnet magnetic
- Prior art date
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- Expired
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- Compounds Of Iron (AREA)
- Thin Magnetic Films (AREA)
Description
【発明の詳細な説明】
本発明は、バブル径が１μｍ以下の微小バブルを安定に
存在させ得るバブルドメイン用ガーネット磁性薄膜に関
する。
存在させ得るバブルドメイン用ガーネット磁性薄膜に関
する。
バブルドメインを利用する装置例えば記憶装置において
ビット密度を高めて記憶容量を大きくするには、バブル
径をできるだけ小さくすることが必要である。
ビット密度を高めて記憶容量を大きくするには、バブル
径をできるだけ小さくすることが必要である。
バブルドメイン用材料としては、バブル径が６μｍφの
ものについては （ＹＳｍ） ３（ＦｅＧａ） ５０１２なる組成を持つ
ＹＳｍＧａＩＧが、また３〜２μｍφのものについては
（ＹＣａＲＲ′）３（ＦｅＧｅ ）５０１２なる組成を
持つＹＣａ ＲＲ’Ｇ ｅ Ｉ Ｇなどが一般に用いら
れている。
ものについては （ＹＳｍ） ３（ＦｅＧａ） ５０１２なる組成を持つ
ＹＳｍＧａＩＧが、また３〜２μｍφのものについては
（ＹＣａＲＲ′）３（ＦｅＧｅ ）５０１２なる組成を
持つＹＣａ ＲＲ’Ｇ ｅ Ｉ Ｇなどが一般に用いら
れている。
ビット密度を更に上げるにはバブル径が１．０μｍφ以
下の所謂サブミクロンバブルと呼ばれる微小バブルを支
持し得る結晶が必要であり、本発明はか二る磁性材料を
得ることを目的とするものである。
下の所謂サブミクロンバブルと呼ばれる微小バブルを支
持し得る結晶が必要であり、本発明はか二る磁性材料を
得ることを目的とするものである。
通常、バブルドメインを安定に支持するにはバフル径ｄ
が特性長１０８〜１０倍つまりｄ＃１０１であるのが良
いとされており、バブル径を小さくするには特性長ｌ−
σｗ／４πＭｓ２（σＷは磁壁エネルギ、４ｘＭｓ は
飽和磁化）を小さくしなげればならない。
が特性長１０８〜１０倍つまりｄ＃１０１であるのが良
いとされており、バブル径を小さくするには特性長ｌ−
σｗ／４πＭｓ２（σＷは磁壁エネルギ、４ｘＭｓ は
飽和磁化）を小さくしなげればならない。
本発明者はバブル径ｄ＝０．５〜０．８μｍφ程度を安
定に支持する材料として、特性ｌの小さなＲＲ’ Ｉ
Ｇ即ち混合希土類ガーネット系に着目し、−軸異方性、
ＧＧＧ（Ｇｄ、４ａ、０．２）基板との格子定数の一致
という観点からサマリウム（Ｓｍ）とツリウム（Ｔｍ）
を用い、その組合せを検討した。
定に支持する材料として、特性ｌの小さなＲＲ’ Ｉ
Ｇ即ち混合希土類ガーネット系に着目し、−軸異方性、
ＧＧＧ（Ｇｄ、４ａ、０．２）基板との格子定数の一致
という観点からサマリウム（Ｓｍ）とツリウム（Ｔｍ）
を用い、その組合せを検討した。
その結果１？０．０５μｍの微小バブル用材料を得るこ
とができた。
とができた。
即ち本発明は、ＧＧＧ基板上に形成されるバブルドメイ
ン用ガーネット磁性薄膜において、ＳｍｘＴｍｙＦｅ５
０１□なる化学式であられされ、前記ＸＮｙＯ値がｘ＋
ｙ＝３．０．７９くｘく０．９３．２．２１≧ｙ＞２．
０７の範囲にあることを特徴とするものであるが、以下
これを詳細に説明する。
ン用ガーネット磁性薄膜において、ＳｍｘＴｍｙＦｅ５
０１□なる化学式であられされ、前記ＸＮｙＯ値がｘ＋
ｙ＝３．０．７９くｘく０．９３．２．２１≧ｙ＞２．
０７の範囲にあることを特徴とするものであるが、以下
これを詳細に説明する。
ガーネットＲａ Ｆ ｅ ５０１２ （Ｒ：イットリウ
ムあるいは希土類イオン）は、フェリ磁性体で一般に飽
和磁化４πＭｓが１０００〜１８００Ｇａｕｓｓ程度と
大きな値をもつことが知られている。
ムあるいは希土類イオン）は、フェリ磁性体で一般に飽
和磁化４πＭｓが１０００〜１８００Ｇａｕｓｓ程度と
大きな値をもつことが知られている。
ところでバブルドメインを支持する磁性結晶としての必
要条件は、−軸異方性をもち、かつそれによる異方性磁
界Ｈｋと４πＭｓの比ｑ （Ｈｋ ／ ４ πＭｓ＝ｑ
）が１以上であることである。
要条件は、−軸異方性をもち、かつそれによる異方性磁
界Ｈｋと４πＭｓの比ｑ （Ｈｋ ／ ４ πＭｓ＝ｑ
）が１以上であることである。
このＱ値（ｑ、所謂ｇｕａｌｉｔｙ ｆａｃｔｏｒ
）はバブルの安定性を示す１パラメータで、Ｑ値が大き
いほどバブルは安定である。
）はバブルの安定性を示す１パラメータで、Ｑ値が大き
いほどバブルは安定である。
したがって、ガーネットをバブル用材料として用いるに
は、まず−軸異方性をもたせ、かつこれを大きくする必
要があり、このためガーネットの希土類イオンＲの位置
に二種の希土類イオンを用いることが考えられ（一種類
の希土類イオンではそれ程強い一軸異方性を持たず二種
またはそれ以上で強い一軸異方性を持つことが実１験的
に分っている。
は、まず−軸異方性をもたせ、かつこれを大きくする必
要があり、このためガーネットの希土類イオンＲの位置
に二種の希土類イオンを用いることが考えられ（一種類
の希土類イオンではそれ程強い一軸異方性を持たず二種
またはそれ以上で強い一軸異方性を持つことが実１験的
に分っている。
希土類イオンの種類を多くすると構造が複雑になるので
通常は二種類とする）、また４πＭｓの値が１０００〜
１８００というのは非常に大きくこのま匁では異方性磁
界Ｈｋを極めて太きくしなげればならないのでこの４π
Ｍｓ の値を小さくするためＦｅ３＋を、Ｇａ、Ａｌあ
るいはＧｅなとの非磁性イオンで一部置換するなどのこ
とがおこなわれてきた。
通常は二種類とする）、また４πＭｓの値が１０００〜
１８００というのは非常に大きくこのま匁では異方性磁
界Ｈｋを極めて太きくしなげればならないのでこの４π
Ｍｓ の値を小さくするためＦｅ３＋を、Ｇａ、Ａｌあ
るいはＧｅなとの非磁性イオンで一部置換するなどのこ
とがおこなわれてきた。
しかしながらバブル径をサブミクロンの範囲に小さくす
るには、４πＭｓ を小にしてＱ値を犬にするという
従来の方法は採用困難である。
るには、４πＭｓ を小にしてＱ値を犬にするという
従来の方法は採用困難である。
即ちバブル径ｄ ＝ ０．５〜０．８μｍφ程度のもの
を得るためには特性長１＝０．０５〜０．０８μｍのバ
ブル用材料が必要となり下式から明らかなように４π■
８を／ｈさく一部するには限界がふるーＡ：交換定数 Ｋｕ：異方性定数 交換定数ＡはＹＩＧでははｒ４．０Ｘ１０ ”ｅｒｇ
／ｃｍであり、通常はこれ以下と考えられ、Ｑ値は１以
上でなるべく大きな値が望ましいということを考慮する
と、１＝０．０５〜０．０８μｍを達成するには４ π
Ｍｓ 〉１０００ Ｇａｕｓｓが必要となってくる。
を得るためには特性長１＝０．０５〜０．０８μｍのバ
ブル用材料が必要となり下式から明らかなように４π■
８を／ｈさく一部するには限界がふるーＡ：交換定数 Ｋｕ：異方性定数 交換定数ＡはＹＩＧでははｒ４．０Ｘ１０ ”ｅｒｇ
／ｃｍであり、通常はこれ以下と考えられ、Ｑ値は１以
上でなるべく大きな値が望ましいということを考慮する
と、１＝０．０５〜０．０８μｍを達成するには４ π
Ｍｓ 〉１０００ Ｇａｕｓｓが必要となってくる。
そこで本発明では、４πＭｓ の大きな結晶が必要とい
うことから、Ｆｅ”＋ は従来のように非磁性イオンで
置換することはせず、かつ−軸異方性を大きくするとい
うことから、（ＲＲ′）３Ｆｅ５０□２系の混合希土類
ガーネットを選択し、そしてＲとＲ′としてはＳｍとＴ
ｍという異方性の大きな組み合せをもちいた。
うことから、Ｆｅ”＋ は従来のように非磁性イオンで
置換することはせず、かつ−軸異方性を大きくするとい
うことから、（ＲＲ′）３Ｆｅ５０□２系の混合希土類
ガーネットを選択し、そしてＲとＲ′としてはＳｍとＴ
ｍという異方性の大きな組み合せをもちいた。
このサマリウム（Ｓｍ）は異方性定数が最大であり、ま
たツリウム（Ｔｍ）はイオン半径が小さく従って格子定
数が小さいのでこれらが大きいサマリウムと組合せてＧ
ＧＧ基板の格子定数（１２，３８２ｋ）と適合させるの
に効果がある。
たツリウム（Ｔｍ）はイオン半径が小さく従って格子定
数が小さいのでこれらが大きいサマリウムと組合せてＧ
ＧＧ基板の格子定数（１２，３８２ｋ）と適合させるの
に効果がある。
最適値はＳｍが０．８６、Ｔｍが２．１４であり、この
ときＳｍＴｍＩＧの格子定数はＧＧＧ基板のそれと一致
する。
ときＳｍＴｍＩＧの格子定数はＧＧＧ基板のそれと一致
する。
なお格子定数が一致しないと次のような問題が生じる。
即ち、ＧＧＧ基板の格子定数をａｓ（ａｓ＝１２．３８
２人）、ＳｍＴｍＩＧの格子定数をａｍとするとＪａ＝
ａｍａｓ が＋０．０１５穴以上になると、ＳｍＴｍＩ
Ｇの膜にファセツ） （Ｆａｃｅｔ ）という凹凸が生
じやすくなり、またＪａが−０，０’１Å以下では張力
を受けてＳｍＴｍＩＧの嘆にクラック（Ｃｒａｃｋ ）
が生じる。
２人）、ＳｍＴｍＩＧの格子定数をａｍとするとＪａ＝
ａｍａｓ が＋０．０１５穴以上になると、ＳｍＴｍＩ
Ｇの膜にファセツ） （Ｆａｃｅｔ ）という凹凸が生
じやすくなり、またＪａが−０，０’１Å以下では張力
を受けてＳｍＴｍＩＧの嘆にクラック（Ｃｒａｃｋ ）
が生じる。
そこで一般に、バブル用ガーネットとしてのＪａの値は
大略±０．００５穴以内に抑えることが必要とされてい
る。
大略±０．００５穴以内に抑えることが必要とされてい
る。
Ｓｍ ３ ｐ ｅ ５ ｏ １２の格子定数は１２．５
２９人、Ｔｍ３Ｆｅ５０１２の格子定数は１２．３２３
穴であるから、８□、７ｇ Ｔ’ｍ２−２１Ｆｅ５ｏ１
２のガーネット膜の格子定数はＧＧＧ基板のそれより０
．００５久小さい１２．３７７穴、またＳｍｏ、９３Ｔ
ｍ２．。
２９人、Ｔｍ３Ｆｅ５０１２の格子定数は１２．３２３
穴であるから、８□、７ｇ Ｔ’ｍ２−２１Ｆｅ５ｏ１
２のガーネット膜の格子定数はＧＧＧ基板のそれより０
．００５久小さい１２．３７７穴、またＳｍｏ、９３Ｔ
ｍ２．。
７Ｆｅ５０．２のガーネット膜の格子定数はＧＧＧ基板
のそれより０．００５穴太きい１２．３８７Ａと推定で
き、これらが格子定数に関して許容上、下限ガーネット
膜になる。
のそれより０．００５穴太きい１２．３８７Ａと推定で
き、これらが格子定数に関して許容上、下限ガーネット
膜になる。
従って（ＳｍＸＴｍｙ）Ｆｅ、０１□のｘ、ｙ値にライ
ては、０、７９ ＜ｘ＜、０．９３．２．０７くｙζ２
．２１、但しｘ＋ｙ＝３が適当である。
ては、０、７９ ＜ｘ＜、０．９３．２．０７くｙζ２
．２１、但しｘ＋ｙ＝３が適当である。
なおｘ＋ｙ＝３の「３」はＧＧＧ（Ｇｄ３Ｇａ、０１２
）基板のＧｄ３の「３」に対応するものである。
）基板のＧｄ３の「３」に対応するものである。
基板が異なれば従って当然ＳｍｘＴｍｙＦｅ５０１２の
ｘ、ｙ値の比はその格子定数に従って変える必要がある
。
ｘ、ｙ値の比はその格子定数に従って変える必要がある
。
しかし現在では混合希土類ガーネットの基板には殆んど
ＧＧＧ基板が用いられ、ＳＧＧ基板などの他の基板は研
究用等に値かに用いられているに過ぎない。
ＧＧＧ基板が用いられ、ＳＧＧ基板などの他の基板は研
究用等に値かに用いられているに過ぎない。
またこのツリウムはダンピング定数が小さいのでバブル
を動き易くするのに効果がある。
を動き易くするのに効果がある。
次に実施例を挙げる。実施例 Ｉ
ＳｍｘＴｍｙＦｅ ５０１２において、ＳｍとＴｍの組
成は上記のようにＧＧＧ基板の格子定数との関係から一
義的に決定されるのでｘ＝、０．８６、ｙ−２，１４と
し、結晶はＧＧＧ基板上にＬＰＥ（液相成長）法で育成
した。
成は上記のようにＧＧＧ基板の格子定数との関係から一
義的に決定されるのでｘ＝、０．８６、ｙ−２，１４と
し、結晶はＧＧＧ基板上にＬＰＥ（液相成長）法で育成
した。
この結晶のメルト組成を表１に、そしてその静特性を表
２に示す。
２に示す。
試料／Ｖ；１〜／Ｖ；３０メルト組成は同一であり、た
だ膜厚を２．２９．１．３５．０．８７各μｍと変えで
ある。
だ膜厚を２．２９．１．３５．０．８７各μｍと変えで
ある。
膜厚は磁区巾とはｇ同一であるのが好ましいので、この
意味では試料Ａ６３が適当である。
意味では試料Ａ６３が適当である。
表から明らかなように本発明によれば飽和磁化４πＭｓ
＃１３００〜１５００Ｇａｕｓｓ（６ｐｍφのバブル結
晶では２００ Ｇａｕｓｓ程度）、異方性定数Ｋｕ ”
＝２． ＯＸ １０５ｅｒｇ ／ｃｒｔｌ、そしてバブ
ルドメインの特性長１’＝−０，０５μｍの値が得られ
、０．５μｍφ程度のバブルを安定に支持する結晶が得
られる。
＃１３００〜１５００Ｇａｕｓｓ（６ｐｍφのバブル結
晶では２００ Ｇａｕｓｓ程度）、異方性定数Ｋｕ ”
＝２． ＯＸ １０５ｅｒｇ ／ｃｒｔｌ、そしてバブ
ルドメインの特性長１’＝−０，０５μｍの値が得られ
、０．５μｍφ程度のバブルを安定に支持する結晶が得
られる。
また結晶の磁壁移動度については、バブル径の大きなも
のは目視観察による測定が可能であるが、サブミクロン
のバブルに対しては可視光の限界を越えており、適当な
測定手段が見当らない。
のは目視観察による測定が可能であるが、サブミクロン
のバブルに対しては可視光の限界を越えており、適当な
測定手段が見当らない。
そこで数式を用いて算出した。
即ち、この組成の結晶の移動度μＷについては
の式が成立し、そしてＳｍ００８６ Ｔｍ２．１４ Ｆ
ｅ ５０１２のダンピング定数αは計算結果によればは
ｇ８０９程度またはそれ以下と考えられるので、磁壁移
動度はμｗ ＝ １．２０ ｃｍ／ ｓｅｃ −Ｏｅ
程度になると推定できる。
ｅ ５０１２のダンピング定数αは計算結果によればは
ｇ８０９程度またはそれ以下と考えられるので、磁壁移
動度はμｗ ＝ １．２０ ｃｍ／ ｓｅｃ −Ｏｅ
程度になると推定できる。
温度特性については、一般に４πＭｓ低減のためＦｅ６
ｉを非磁性のＧａまたはＧｅイオンで置換するとキュー
リ一点が下り、温度特性が悪くなるが、本発明ではＦｅ
３＋を非磁性イオンで置換するようなことはしていない
ためキューリ一点はは文２７０℃程度と推定でき、全体
に温度特性は従来の結晶より改善される。
ｉを非磁性のＧａまたはＧｅイオンで置換するとキュー
リ一点が下り、温度特性が悪くなるが、本発明ではＦｅ
３＋を非磁性イオンで置換するようなことはしていない
ためキューリ一点はは文２７０℃程度と推定でき、全体
に温度特性は従来の結晶より改善される。
以上詳細に説明したように本発明によれば０．５μｍφ
という微小なバブルドメインを安定に支持する磁性薄膜
が得られ、本結晶を用いて装置化がなされるならばビッ
ト密度で０．８〜２．０Ｘ１０７ｂｉｔｓ ／ ｃｈｉ
ｐ （チップサイズ８．ＯｍｍＸ １２．５ｍｍ）のバ
ブルメモリが可能となる。
という微小なバブルドメインを安定に支持する磁性薄膜
が得られ、本結晶を用いて装置化がなされるならばビッ
ト密度で０．８〜２．０Ｘ１０７ｂｉｔｓ ／ ｃｈｉ
ｐ （チップサイズ８．ＯｍｍＸ １２．５ｍｍ）のバ
ブルメモリが可能となる。
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 Ｉ ＧＧＧ基板上に形成されるバブルドメイン用ガー
ネット磁性薄膜において、 ＳｍＸＴｍｙＦｅ５０１□なる化学式であられされ、前
記Ｘ、ｙの値がｘ＋ｙ＝３．０．７９ζＸく０．９３．
２．２１．≧ｙ≧２，０７の範囲にあることを特徴とす
るバブルドメイン用ガーネット磁性薄膜。 ２ｘ、ｙの値がｘ＝０．８６、ｙ＝２．１４であること
を特徴とする特徴とする特許請求の範囲第１項記載のバ
ブルドメイン用ガーネット磁性薄膜。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP5302076A JPS5830727B2 (ja) | 1976-05-10 | 1976-05-10 | バブルドメイン用ガ−ネツト磁性薄膜 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP5302076A JPS5830727B2 (ja) | 1976-05-10 | 1976-05-10 | バブルドメイン用ガ−ネツト磁性薄膜 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS52136392A JPS52136392A (en) | 1977-11-15 |
| JPS5830727B2 true JPS5830727B2 (ja) | 1983-07-01 |
Family
ID=12931207
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP5302076A Expired JPS5830727B2 (ja) | 1976-05-10 | 1976-05-10 | バブルドメイン用ガ−ネツト磁性薄膜 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS5830727B2 (ja) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS6293429A (ja) * | 1985-10-19 | 1987-04-28 | Isuzu Motors Ltd | タ−ボコンパウンドエンジン |
| US20180326530A1 (en) * | 2015-12-28 | 2018-11-15 | Hitachi Metals, Ltd. | Clad material and electronic device housing |
-
1976
- 1976-05-10 JP JP5302076A patent/JPS5830727B2/ja not_active Expired
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS6293429A (ja) * | 1985-10-19 | 1987-04-28 | Isuzu Motors Ltd | タ−ボコンパウンドエンジン |
| US20180326530A1 (en) * | 2015-12-28 | 2018-11-15 | Hitachi Metals, Ltd. | Clad material and electronic device housing |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS52136392A (en) | 1977-11-15 |
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