JPS5867006A - 積層垂直磁化膜 - Google Patents

積層垂直磁化膜

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JPS5867006A
JPS5867006A JP56166772A JP16677281A JPS5867006A JP S5867006 A JPS5867006 A JP S5867006A JP 56166772 A JP56166772 A JP 56166772A JP 16677281 A JP16677281 A JP 16677281A JP S5867006 A JPS5867006 A JP S5867006A
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JP
Japan
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film
magnetic
bubble
coercive force
laminated
Prior art date
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Pending
Application number
JP56166772A
Other languages
English (en)
Inventor
Yoshifumi Sakurai
桜井 良文
Takahisa Numata
沼田 卓久
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Kureha Corp
Original Assignee
Kureha Corp
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Filing date
Publication date
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Pending legal-status Critical Current

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    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01FMAGNETS; INDUCTANCES; TRANSFORMERS; SELECTION OF MATERIALS FOR THEIR MAGNETIC PROPERTIES
    • H01F10/00Thin magnetic films, e.g. of one-domain structure
    • H01F10/08Thin magnetic films, e.g. of one-domain structure characterised by magnetic layers
    • H01F10/10Thin magnetic films, e.g. of one-domain structure characterised by magnetic layers characterised by the composition
    • H01F10/18Thin magnetic films, e.g. of one-domain structure characterised by magnetic layers characterised by the composition being compounds
    • H01F10/20Ferrites
    • H01F10/24Garnets
    • GPHYSICS
    • G11INFORMATION STORAGE
    • G11CSTATIC STORES
    • G11C19/00Digital stores in which the information is moved stepwise, e.g. shift registers
    • G11C19/02Digital stores in which the information is moved stepwise, e.g. shift registers using magnetic elements
    • G11C19/08Digital stores in which the information is moved stepwise, e.g. shift registers using magnetic elements using thin films in plane structure
    • G11C19/0858Generating, replicating or annihilating magnetic domains (also comprising different types of magnetic domains, e.g. "Hard Bubbles")
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01FMAGNETS; INDUCTANCES; TRANSFORMERS; SELECTION OF MATERIALS FOR THEIR MAGNETIC PROPERTIES
    • H01F10/00Thin magnetic films, e.g. of one-domain structure
    • H01F10/32Spin-exchange-coupled multilayers, e.g. nanostructured superlattices
    • H01F10/3222Exchange coupled hard/soft multilayers, e.g. CoPt/Co or NiFe/CoSm

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  • Chemical & Material Sciences (AREA)
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  • Power Engineering (AREA)
  • Materials Engineering (AREA)
  • Composite Materials (AREA)
  • Crystallography & Structural Chemistry (AREA)
  • Thin Magnetic Films (AREA)
  • Magnetic Record Carriers (AREA)

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】 この発明は、積層垂直磁化膜に関Tるものであり、更に
詳細には、磁性薄膜を多層構造とした積層垂直磁化膜に
関Tるものであって、例えば、磁気バブr・の形成およ
び消去の容易な低保磁力の磁性薄膜とその低保磁力の磁
性薄膜のバブル形成等のために印加する低レベルの磁界
により影響されない高保磁力を有する磁性薄膜を少な(
とも1層ずつ積層した多層構造の積層垂直磁化膜に関す
るものであり、磁気バブル素子や磁気光学素子などとし
て使用できるものである。
例えば、磁気バブル素子は1例えば1ee以下の低保磁
力の垂直磁化薄膜を、GGG(ガドリニウム拳ガリウム
・ガーネット〕などの基板上に積層したものの上にパー
マロイやイオン打込みガーネット膜などのパターンを形
成してなるものであって、磁気バブルがそのパターン中
を簡単に移動しつるので磁気バブルメモリーとして使用
される。このだ 磁気バブル素子の詳細番こついては発明者等電気学会雑
誌、第100巻、II!3号、第215〜218頁(1
980)に記載した通りである。
バブル転送用のパターンとしては、情報密度が高くかつ
動作速度が速いものが要求され、現在は例えば第1図1
こ示したコンテイギユアスディスク回路の如きメジャー
−マイナ一方式のものが多く使用されている。イオン打
込みガーネットはイオン打込みにより結晶異方性を生じ
、パターン形成の方向が制限されるなどの問題があるの
で、パーマロイで高密度なコンテイギユアスディスクが
形成し得るならば最も好ましい。しかしながら、パーマ
ロイのパターンでは、マイナーループ(11内のディス
ク(2)の密度が高くなると、ディスク中を移動するバ
ブル(3)が隣接Tるディスクへ飛び移ったり、或いは
同一ディスク中の一万の側より他方の側へ移行したりす
るバブルの誤送による情報のミスを生じ易い。尚、(4
)はメジャーループ、(5)はトランスファーライン、
(6)は書込みラインである。
発明者等はこのようなバブルの誤送を避けるため鋭意研
究を重ねた結果、バブル膜にバブルの発生や消去、バブ
ルの転送等の際に印加されるバブル発生磁界やバイアス
磁界などによっても容易に変化しない安定な磁区を形成
させれば、バブルの移動範囲は同一磁区内に制限される
ので、磁区とると考え、この発明を完成した。
この発明はバブルの発生、消去が容易な低保磁力の垂直
磁化膜(以下、「ソフト膜」という〕の上Sまたは下部
に高保磁力の垂直磁化膜(以下、「ハード膜」という)
を少くとも1層ずつ積層し、かつ、そのハード膜の面内
に互に隣接する部分とは磁化の方向が異なる磁区を複数
区形成させたものである。
この発明において、ソフト膜として使用できる低保磁力
の磁化薄膜の素材としては、例えば、(YBi )5 
(FeGa )5012であって、その保磁力は一般に
ほぼ0乃至10eである。また、ハード膜の素材として
は、例えば(BiGd8mLu)!1(FeAJ)so
12でアッテ、その保磁力はこの積層垂直磁化膜に印加
されるバイアス磁界より高い必要があり、一般には約8
0へ以上、好菫しくは約100乃至3,0000eであ
る。例えば、このようなソフト膜とハード膜とからなる
2層ガーネット膜は、GG<)などの基材上に、液相エ
ピタキシャル法(LPE法)によって作成することがで
き、その膜厚はそれぞれ通常的1.00μm以下であり
、好ましくは約0.01〜10μmである。
以下、この発明を図面を参照して詳細に説明する。
第2 (a)および2(b)図において、この発明に係
る積層垂直磁化膜は、GGGなどの基板Ql上に、LP
E法によって、保磁力が約10C以下であるソフト膜a
υならひ番こ保磁力が約800e以上であるハード膜a
りからなる2層ガーネット膜か形成されている構造を有
している。なお、ハード膜aりを基板Ga上に形成させ
、そのハード膜上にソフト膜aηを形成させることもで
きる。また、ハード膜および/またはソフト膜をそれぞ
れ多層構造にしてもよいし、ソフト膜とハード膜とから
なる2層構造または多層構造が複数層形成されていても
よい。ノ1−ド膜aのには、例えば、上向きに磁化され
た磁区−と、その両側tこ下向きに磁化された磁区Iと
が形成されている。例えば、この磁区餞に対向するソフ
ト膜(11)の部分に、上向きに硫化された磁気バブル
(teを形成させた場合、このバブルは磁区0漕および
α(の形成する強い磁界に影響されるので、磁区0の外
III!に転送することはできない。
@ 3 (a)および3(b)図は、It!2図のハー
ド膜上fコ更にパターンを形成した例であって、実際に
は公知の磁気バブルメモリーのようにバブル膜上には例
えばスペーサー、制御用導体、スペーサー転送用パーマ
ロイパターンの順に積層されているが、説明を簡単にす
るため、第3(a)図の断面図ではハード膜とソフト膜
のみを、また第3 (b)図の平面図ではバブル膜上の
パターンの一部分のみを示している。第3 (b)図に
示1丁ように、コンテイギユアスディスク回路パターン
のディスク(15は、ハード膜aaに形成される2つの
上向きの磁区(1りllX13n)’、およびこれらの
上向き磁区間に挾まれた下向きの磁区(1411)の磁
界によって%3つの部分(15fla)、(15fiJ
l)’および(15mb)に分割される。また、上向き
の磁区(13fl)および(13n5’は、下向きの磁
区(14n)によって、その両側に隔てられ、また、デ
ィスク(15m)に隣接してディスク(15n−りおよ
び(15n十〇がそれぞれ設けられる上向きの磁区とは
、下向きの磁区(14n−りおよび(141!十〇によ
って隔てられるように形成されている。
そこで、第2(b)図に示Tように、ソフト膜aυ上の
一点にバブルQlを形成し、ディスク(15na)’上
を移動させる場合、下向きの磁区(14n+りの磁界に
妨げられて隣接Tるディスク(15n十〇に飛び移るこ
とはできず、また磁区(14n)に妨げられて他の部分
(15nb)および(15na)にも移行することはで
きない。
尚、第2図および第3図では、ハード膜中lこ形成され
た複数の磁区を形成した磁界内においてソフト膜中にバ
ブルを形成し得ることが前提であるが、発明者等は実施
例に示Tようにソフト膜中にバブルを生成しうることを
確認している。また、一定の磁界がバイヤスされたパタ
ーン内でバブルを移動させることは、従来のバブルメモ
リーに於ても行なわれていることであるので、第6図に
示すようなバブルメモリーが作動することは容易に理解
されるであろう。
この発明において、ハード膜に複数の磁区を形成するに
は、例えば最初にハード膜の磁化の方向を均一にしてお
き、これにレーザー光線を照射すればよい。これによっ
て、照射された部分のみが磁化の方向か逆転して複数の
磁区を形成することができる。したがって、極めて繊細
なストIJツブ状またはストライプ状の磁区に分割Tる
こともでなお、この発明に係る積層垂直磁化膜は、パー
マロイパターンと組合せて使用Tる第3図に示すような
積層構造のバブル膜の例に限定されるものではなく、例
えば、磁化方向を均一にしたノ1−ド膜とソフト膜との
積層膜を基板上に形成し、この上に任意の構成、例えば
、イオン打込み膜などのパターンを形成させた後、その
パターンの回路の一部に相当するハード膜へ部分の磁化
を逆転させれば、その部分のパターン回路は閉鎖きれ払
ごとになる。そのように修正きれたパターン回路を有す
る積層垂直磁化膜は、バブルメモリーやオートメーショ
ン機器の回路としても利用し得る・まな実施例にも示し
た通り、磁界強度により部分的に偏光の透過度を変化さ
せ得るので、この部分を利用して元スイッチなどとする
ことも出来る。
実施例 厚さ400μmのGGG基板上に低保磁力層(ソフト膜
)として膜厚10 tsm O) (YBi )s(F
eGa)solz f高保磁力層(ハード層)として膜
厚7μmの(BIGd8mLす5(PeAJ)501□
を、ハード膜が外層になるようにして、液相エピタキシ
ャル生長法により積層した。尚、ソフト膜の飽和磁化4
πMmは230ガウスで、保磁力は10e以下、特性長
は0.41μm%菫たハード膜の飽和磁化4πMmは2
10ガウス、保磁力は1400eであった。この積層膜
の磁化曲線を試料振動型磁力計を用いて測定した結果を
第4図に示T0 この積層膜のハード膜を最初上向き方向に磁化し、次に
レーザー照射により烏部的奢こ反転させ巾50μmの反
転磁区を形成すると同時に、更にこの反転磁区内の低保
磁力層に反転磁区を作成した。
この積層膜の磁気ファラデイ効果を利用した偏光顕微鏡
写真は第5(a)図の通りであ□す、I!5(b)図に
示すような磁化方向を有することが認められた。
なお%第5図の斜線部分は迷路磁区を示■。
次に、この積層膜に磁界Hを印加し、その磁界を次第に
上昇させながら、偏光顕微鏡で観察したところ、磁界の
強さか約700eを超えると第5(a)図のように中央
のストライブは中断され遂には第6図のようなバブルか
形成きれ(第6図はH=8QOeの場合の写真)、更に
磁界を上昇させるとこのバブルはつぶれて消滅すること
が認められた。
このバブルが安定して存在する磁界は、ハード膜の構成
および逆転磁区の巾などにより定まる。
−例として、上記実施例と同一構成のハード膜とソフト
膜とからなる積層垂直磁化膜に於て、反転磁区中W(μ
m)を変化3せた場合におけるバブルコラップス磁界H
e、1(Oe)の測定結果を第7図に示T。
【図面の簡単な説明】
第1図はコンテイギユアスディスク回路の原理図、第2
図はこの発明に係る積層垂直磁化膜の積一層バブル膜の
磁化の原理説明図で、(a)は断面図、(b)は平面図
、第6図はこの発明に係る1例である磁気バブル素子を
用いたバブルメモリーの原理説明図で、(a)は積層バ
ブル膜部分の断面図、(b)は積層バブル膜上番こ構成
されたパターンの平面図、第4図はその磁気バブル素子
の磁化曲線を示すグラフ、第5図(a)および第6図は
そのバブル素子のファラデイ効果写真の要部模写図、l
!5図(b)はI!5図(1)の断面図、第7図はその
バブル素子の反転磁区中とバブルコラップス磁界との関
係を示すグラフである。 なお図面に用いた符号において、 顛・・・・・・・・・・・・・・・基板←υ・・・・・
・・・・・・・・・・ソフト膜Q3・・・・・・・・・
・・・・・・ハード膜(13XI4)・・・・・・・・
・・・・磁区である。 代理人 上屋 勝 オ l 図 / ;1′  −口 才8図 オ 4 図       λ 計口(リプf   」ご
   目  (kノ ストライ71玖trIPw休^2

Claims (1)

  1. 【特許請求の範囲】 1、 低保磁力の垂直磁化薄膜と高保磁力の垂直磁化薄
    膜とが基板上に少くとも1層ずつ積層され、その高保磁
    力の磁性薄膜lこ、隣接Tる磁区が互に磁化方向の異な
    る複数の安定な磁区を形成してなることを特徴とする積
    層垂直磁化膜。 2、高保磁力の垂直磁化薄膜の保磁力が印加されるバイ
    アス磁界より高い保磁力を有Tることを特徴とする特許
    請求の範囲!!1項に記載の積層垂直磁化膜。 6、低保磁力の垂直磁化薄膜の保磁力が10C以下であ
    り、高保磁力の垂直磁化薄膜の保磁力が800e以上で
    あることを特徴とする特許請求の範囲第1項に記載の積
    層垂直磁化膜。
JP56166772A 1981-10-19 1981-10-19 積層垂直磁化膜 Pending JPS5867006A (ja)

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FR8217484A FR2514930A1 (fr) 1981-10-19 1982-10-19 Dispositif lamellaire a domaines magnetiques notamment pour memoire
DE19823238719 DE3238719A1 (de) 1981-10-19 1982-10-19 Magnetblaseneinrichtung mit uebereinanderliegenden schichten
GB8229883A GB2111775A (en) 1981-10-19 1982-10-19 Laminated magnetic bubble device

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JPS5867006A true JPS5867006A (ja) 1983-04-21

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JPS5891B2 (ja) * 1977-09-30 1983-01-05 俊一 岩崎 磁気記録媒体

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FR2514930A1 (fr) 1983-04-22
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