JPS5855594B2 - 磁気バブル素子 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は一般に磁気バブル素子に関し、特に磁気バブル
を電流駆動するに好適な磁気バブル素子に関する。

第１図ａおよび第１図すは磁気バブル素子の従来例で、
これは磁気バブル用ガーネット薄膜上にパーマロイ等の
高透磁率磁性材料薄膜よりなるバブル転送パターン１を
形成したもので、バブル発生器を介し発生した磁気バブ
ルは該パターン１の下を転送される。

このような構成の磁気バブル素子に外部から回転磁界を
印加すれば、該回転磁界の方向にパーマロイパターン１
が磁化され、従ってガーネット薄膜上に磁界勾配が生ず
るので、磁気バブルはポテンシャルの低い点に吸引され
ることになる。

すなわち、第１図ａに示すごとく回転磁界がＹ軸方向の
ときは、パターン１の上端部２に吸引され、これに対向
する下端部３から反発されることになる。

回転磁界が第１図すに示すごとくＸ軸方向になった場合
には、パターン１の右端部４に吸引されることになる。

このようなパーマロイパターンの吸引、反発点は、回転
磁界が一定時間をもって回転することにより逐次移動し
、従って磁気バブルは転送パターン１の下を一定時間を
もって順次移動することになる。

従って、回転磁界によるバブル駆動においては、回転磁
界をＸ軸およびＹ軸方向に生せしめるためのコイルが必
要であるばかりでなく、印加される回転磁界の方向によ
り転送パターンに明確に磁極を生じることが必要である
。

また、パーマロイの磁化の時間応答や磁気バブルが４つ
の磁界方向Ｘ。

Ｙ、−Ｘ、 −Ｙで１ビツト転送されることになること
等から、バブル転送速度にも限界がある。

更には、駆動周波数を高くし転送速度を速くすれば、回
転磁界発生用のコイルが発熱することになるのでガーネ
ットの磁気特性に悪影響を及ぼし、誤動作の原因や取扱
い上の不便を生ずる。

以上のごとく磁気バブルを回転磁界により駆動する以外
に、磁気バブルを電流駆動する方式があり、これにはオ
フセット力を利用するものと二層導体線のみによるもの
とがある。

しかしながら、前者は磁気バブルの転送方向が一方向に
定められてしまうので逆方向等へのバブルの転送が困難
であり、後者は磁気バブルが転送路から外れないように
バブル形状とパターン寸法との相関を十分に考慮しなけ
ればならない。

また、いずれの方法も導体線が長くなるので抵抗が増加
し、従って通電による発熱で断線するおそれがあるばか
りでなくマスク合せ等の工程上の困難を生ずる。

本発明は以上の欠点を除去し、磁気バブルの転送速度が
速くかつチップ当りのビット密度の高い磁気バブル素子
を提供することを目的とする。

この目的を達成するための本発明の特徴は、バブル磁区
材料上に配置された導体パターンに電流を流すことによ
り伝搬磁界を発生し磁気バブルを転送するごとき磁気バ
ブル素子において、前記導体パターンが、格子状に配列
された複数の穴を有する穴空き板状パターンと、該板状
パターンの各穴を通過するごとく配列される平行な複数
の導体線で上記板状パターンと電気的に絶縁されて配置
される線状パターンとからなり、上記板状パターンに電
流を流すことにより上記板状パターンの各穴に吸引磁界
および反発磁界を発生させ、更に、少なくとも上記線状
パターンに、隣接する次の穴に磁気バブルを転送するに
際し反発磁界を発生するごとく電流を流すことにより、
磁気バブルを上記板状パターンの各穴を介して転送する
ごとき磁気バブル素子にある。

以下図面により実施例を説明する。

第２図は本発明による磁気バブル素子の断面図第３図は
本発明による磁気バブル素子の平面図である。

図中７はガーネット薄膜で、該薄膜７上には、線状パタ
ーン１０による導体膜が設けられると共に、線状パター
ン１０と絶縁するためのＳｉＯ２膜８を介して格子状に
多数の穴を有する穴空き板状パターン１１による導体膜
が設けられる３９はＳｉＯ２膜８と同様に線上パターン
１０と穴空き板状パターン１１とを互いに絶縁するため
のＳｉＯ２膜である。

穴空き板状パターン１１の穴と穴との間隔は穴の長さよ
り充分に大きいものとし、また線状パターン１０は、第
３図に示すごとく板状パターン１１の穴の中心よりやや
外れた位置でＹ軸方向の一群の穴を貫ぬいで配列される
ものとする。

第４図は本発明による磁気バブル素子を駆動する電流パ
ルスタイムチャートの一例で、図中イは穴空き板状パタ
ーンに流れる電流を示し、口は線状パターンに流れる電
流パルスを示す。

以上のごとき構成で穴空き板状パターン１１に第３図に
示すととき１４方向、すなわち第４図における■１方尚
の電流を流せば、板状パターン１１の穴の右端部２０に
ガーネット薄膜に垂直に吸引磁界が、他方の左端部２１
に反発磁界が生ずるので、磁気バブルは穴の右端部２０
の下に吸引される。

次に、板状パターン１１に逆方向、すなわち第３図に示
す１５方向（第４図に示す一■１方向に相当する）の電
流を流せば、上述した磁界が逆転するので磁気バブルは
穴の左端部２１に吸引され、従ってバブルは磁界勾配に
沿って右端部２０から他方の左端部２１に移動する。

更に板状パターン１１に最初と同方向の電流を流すと、
バブルは元位置、すなわち穴の右端部２０に戻るか、あ
るいは隣接する次の穴の右端部２２に移動することにな
る。

ここで、バブルが元位置、すなわち穴の右端部２０に戻
らないようにするため、線状パターン１０に穴空き板状
パターン１１に流れている電流と逆方向、すなわち第３
図に示す１５方向の電流パルス（第４図における口）を
流す。

これにより、線状パターン１０の近傍に反発磁界が生ず
るので、バブルは元位置に戻ることなく隣接する次の穴
の右端部２２に転送され、１ビツト前進する。

以下同様にしてバブルは順次転送されることになる。

なお、以上説明したような吸引磁界および反発磁界が生
ずるのは、板状パターン１１の穴の近傍の電流密度の増
大により、および線状パターン１０に流れる電流により
夫々誘導磁界が生ずるためである。

第５図は磁気バブルの転送状態を示す説明図で、図中の
１６１，１６−２．１６−３および１６４は磁気バブル
の転送位置を示し、その他第３図と同符号のものは同一
物を示すものとする。

第６図は本発明による磁気バブル素子のポテンシャル曲
線の概略図で、縦軸はポテンシャル、横軸はＸ軸方向を
表わすものとする。

また、図中ａは穴空き板状パターンにおけるポテンシャ
ル曲線、ｂは線状パターンにおけるポテンシャル曲線、
Ｃはポテンシャル曲線ａおよびｂを合成したポテンシャ
ル曲線、ｄは線状パターンによるポテンシャル曲線すが
消滅した後の板状パターンのみによるポテンシャル曲線
を示す。

以下第５図および第６図を用いて磁気バブルの転送状態
を説明する。

いま磁気バブルが転送位置１６−１にあるものとすれば
、バブルの現在位置である板状パターン１１の穴の右端
部２０からみて、隣接する前の穴の左端部２３より上記
穴の左端部２１に距離的に近いので、転送位置１６−１
におけるバブルに対して左端部２１による吸引力が強く
働き、従ってバブルは転送位置１６−４に行くことなく
、転送位置１６−２に転送されることになる。

次に、バブルは転送位置１６−２から転送位置１６−３
に転送されることになるのであるが、これは本発明によ
る磁気バブル素子におけるポテンシャル曲線をみれば明
らかである。

すなわち、第５図に示すごとく板状パターン１１におけ
るポテンシャル曲線ａと線状パターン１０におけるポテ
ンシャル曲線すとの合成がポテンシャル曲線Ｃで示され
るので、バブルはポテンシャルの低い方向、すなわち転
送位置１６−３の方向へ進みはじめ、一定時間後には、
ポテンシャル曲線すが消滅し板状パターン１１のみによ
るポテンシャル曲線ｄとなるので、バブルは次の転送位
置１６−３に転送されることになる。

なお、線状パターン１０および板状パターン１１の形状
寸法によっては、バブルを穴の右端部２０から他方の左
端部２１に転送する場合にも、線状パターン１０にバブ
ルを吸引するごとき磁界が生ずるよう通電することが好
ましい場合もある。

以上の説明から明らかなように、磁気バブルを転送する
ための１駆動電流の方向は２方向で足りる。

すなわち、板状パターン１１に対する通電方向はＹ軸お
よびこれと逆の−ＹＹ軸方向みであり、線状パターン１
０には板状パターン１１の通電方向がＹ軸方向の場合に
−Ｙ軸方向に通電すればよいので、従来のパーマロイパ
ターンによる外部駆動磁界の回転の様に４つの方向でバ
ブルが１ビツト転送されるのでなく、駆動電流の２つの
方向でバブルが１ビツト転送されることになる。

本実施例においては、線状パターン１０を板状パターン
１１の穴の中心からやや外れた位置に配夕（ルた場合に
ついて説明したが、バブルの大きさと板状パターン１１
の大きさとの相関によってはずらす必要のない場合もあ
る。

しかし、ずらす事により成る方向への駆動性が増すであ
ろう。

なお、逆方向への転送は上記の説明を全て逆にすれば可
能である。

以上説明したごとく本発明による磁気バブル素子によれ
ば、バブル転送周波数を高くすることが可能であり、転
送速度が極めて向上し、バブル素子の動作余裕度が増す
と共に、ビット当りのパターン寸法が従来に比べて小さ
くて可であるので、バブルメモリ等に応用する場合、チ
ップ当りのビット密度が向上する。

また、本発明では外部コイルが不要であるので、コイル
による発熱が全く見られず、ガーネット薄膜の磁気特性
等の変化も考える必要がなく、製造上においても、パタ
ーン形状が簡単であるので、マスク合せ等も容易である
。

【図面の簡単な説明】

第１図ａおよび第１図すは磁気バブル素子の従来例、第
２図は本発明による磁気バブル素子の断面図、第３図は
本発明による磁気バブル素子の平面図、第４図は本発明
による磁気バブル素子を駆動する電流パルスタイムチャ
ートの一例、第５図は磁気バブルの転送状態を示す説明
図、第６図は本発明による磁気バブル素子のポテンシャ
ル曲線の概略図である。 ７・・・・・・ガーネット薄膜、８，９・・・・・・Ｓ
ｉＯ２膜、１０・・・・・・線状パターン、１１・・・
・・・穴空き板状パターン、１５，１６・・・・・・通
電方向、２０・・・・・・穴の右端部、２Ｌ２２，２３
・・・・・・穴の左端部、１６１ 、１６−２ 、１６
−３ 、１６−４・・・・・・磁気バブル転送位置。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １ バブル磁区材料上に配置された導体パターンに電流
   を流すことにより伝搬磁界を発生し磁気バブルを転送す
   るごとき磁気バブル素子において、前記導体パターンが
   、格子状に配列された複数の穴を有する穴空き板状パタ
   ーンと、該板状パターンの各穴を通過するごとく配列さ
   れる平行な複数の導体線で上記板状パターンと電気的に
   絶縁されて配置される線状パターンとからなり、上記板
   状パターンに電流を流すことにより該板状パターンの各
   穴に吸引磁界および反発磁界を発生させ、更に、少なく
   とも上記線状パターンに、隣接する次の穴に磁気バブル
   を転送するに際し反発磁界を発生するごとく電流を流す
   ことにより、磁気バブルを上記板状パターンの各穴を介
   して転送することを特徴とする磁気バブル素子。