JPS5998376A - Magnetic storage element - Google Patents

Magnetic storage element

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JPS5998376A
JPS5998376A JP57207009A JP20700982A JPS5998376A JP S5998376 A JPS5998376 A JP S5998376A JP 57207009 A JP57207009 A JP 57207009A JP 20700982 A JP20700982 A JP 20700982A JP S5998376 A JPS5998376 A JP S5998376A
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magnetic
domain
bubble
vbl
stripe
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Haruo Urai
浦井 治雄
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NEC Corp
Nippon Electric Co Ltd
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    • G11CSTATIC STORES
    • G11C11/00Digital stores characterised by the use of particular electric or magnetic storage elements; Storage elements therefor
    • G11C11/02Digital stores characterised by the use of particular electric or magnetic storage elements; Storage elements therefor using magnetic elements
    • G11C11/14Digital stores characterised by the use of particular electric or magnetic storage elements; Storage elements therefor using magnetic elements using thin-film elements

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Abstract

PURPOSE:To attain easily and sure write of a vertical Bloch line by holding a magnetic bubble to a stripe domain tip section and applying a pulse bias magnetic field to the stripe domain tip section. CONSTITUTION:A magnetic bubble transfer means 9 is provided with the pulse bias applying means 3 and a magnetic bubble fixing means 3' which are provided in common, and a single magnetic bubble transferred from a magnetic bubble transfer means 7 is held at the tip section of the stripe domain 2. Then, when a bias pulse magnetic field is generated to the holding region and the tip section of the domain 2 via the means 3', the vertical Bloch line pair 45 is written easily and surely as magnetic information. The write to a high density magnetic storage element by the Bloch line pair is attained easily and surely through the constitution above.

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は膜面に垂直な方向を磁化容易方向とする強磁性
体膜に形成されるストライプドメインの境界を形成する
ブロッホ磁壁の中に静的に安定に存在する垂直プロッホ
ラインを記憶単位として用いた新規な磁気記憶素子であ
って、ブロッホ磁壁の中に制御性よく垂直プロッホライ
ンを書き込む手段を有する磁気記憶素子に関するもので
ある。
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION The present invention is directed to a perpendicular magnetic field that statically and stably exists within Bloch domain walls that form the boundaries of stripe domains formed in a ferromagnetic film whose easy magnetization direction is perpendicular to the film surface. The present invention relates to a novel magnetic memory element using Ploch lines as a storage unit, which has means for writing vertical Ploch lines in a Bloch domain wall with good controllability.

磁気バブル素子の開発は高密度化を月相して各所でパー
マロイデバイス、イオン注入コンティギーアスディスク
デバイス、電流駆動デバイスおよびこれらを組合せたい
わゆる混成型デバイスについて盛んに行われている。こ
れらのデバイスの高密度化の限界は、バブル転送路を形
成するためのフォトリングラフイー技術にあるといわれ
てきた。
The development of magnetic bubble elements has been actively carried out in various places with the trend toward higher density, including permalloy devices, ion-implanted contiguous disk devices, current-driven devices, and so-called hybrid devices that combine these devices. It has been said that the limit to the high density of these devices lies in the photophosphorographic technology used to form the bubble transfer path.

しかし、近年、その技術が長足に進歩してきた。However, in recent years, the technology has advanced rapidly.

その結果、高密度化のための材料すなわち、バブル径を
どこまで小さくできるかが問題視されるようになってき
た。現在使用されているガーネット材料では、到達可能
な最小バブル径は0.3μmといわれている。したがっ
て、0.3μm径以下のバブルを保持するバブル材料は
ガーネット材料以外に求めなければならない。これは容
易ではなく、ここがバブル高密度化の限界であるとさえ
考えられている。
As a result, the issue of materials for increasing density, that is, to what extent the bubble diameter can be reduced, has become a problem. With the garnet materials currently in use, the minimum attainable bubble diameter is said to be 0.3 μm. Therefore, a bubble material that retains bubbles with a diameter of 0.3 μm or less must be found other than garnet material. This is not easy and is even considered to be the limit of bubble density.

一方、このようなバブル保持層の特性に基く高密度化限
界を大幅に改善し、かつ、情報読出し時間は従来の素子
と同程度に保つことができる、新たな記憶素子が提案さ
れている。この磁気記憶素子は情報読出し手段と情報書
込み手段と情報蓄積手段を備えて、膜面に垂直な方向を
磁化容易方向とする強磁性体膜(フェリ磁性体膜を含む
)に存在するストライプドメインの周辺のブロッホ磁壁
の中に作った相隣合う垂直プロッホライン対を記憶情報
単位として用い、該垂直プロッホラインをブロッホ磁壁
内で転送する手段を有することを特徴とする。この素子
構成をメジャーマイナー構成とする場合、メジャーライ
ンでは従来通りノくプルドメインを情報単位とし、マイ
ナーループをストライプドメインで構成し、その周辺の
ブロッホ磁壁内に存在する垂直プロッホライン(以下V
BLという。)を情報単位とする。
On the other hand, a new memory element has been proposed that can significantly improve the density limit based on the characteristics of the bubble retaining layer and can keep the information read time at the same level as conventional elements. This magnetic memory element is equipped with an information reading means, an information writing means, and an information storage means, and has stripe domains existing in a ferromagnetic film (including a ferrimagnetic film) whose easy magnetization direction is perpendicular to the film surface. It is characterized by using a pair of adjacent vertical Proch lines formed in the surrounding Bloch domain wall as a storage information unit, and having means for transferring the vertical Proch line within the Bloch domain wall. When this element configuration is made into a major-minor configuration, the major line uses the nopple domain as the information unit as before, the minor loop consists of the stripe domain, and the vertical Bloch line (hereinafter referred to as V
It's called BL. ) is the information unit.

全体の情報の流れを示すと、まず、発生器で書込まれた
情報(バブルの有無)は書込みメジャーラインを上から
下−1移動する。この情報をマイナーループへ記憶させ
るために、バブルの有無で示されたメジャーライン上の
情報をマイナーループへVBLの形でトランスファーで
きるように、マイナーループをVHLを保持できるブロ
ッホ磁壁で構成することが本発明の特徴であり、記憶容
量の飛躍的向上の重要なカギになっている。書込みライ
ントランスファーゲートにより、マイナーループにトラ
ンスファーされた情報(VBL)はマイナーループを構
成するストライプドメイン磁壁土を移動させることがで
きる。マイナーループから読出しメジャーラインへの情
報トランスファーはVBLからバブルへの変換を伴う。
To show the overall flow of information, first, the information written by the generator (the presence or absence of bubbles) moves down the write major line by -1 from the top. In order to store this information in the minor loop, it is possible to configure the minor loop with a Bloch domain wall that can hold VHL so that the information on the major line indicated by the presence or absence of bubbles can be transferred to the minor loop in the form of VBL. This is a feature of the present invention and is an important key to dramatically improving storage capacity. The information (VBL) transferred to the minor loop by the write line transfer gate can move the striped domain domain wall that constitutes the minor loop. Information transfer from the minor loop to the read major line involves conversion from VBL to bubble.

なお、この読出しトランスファーゲートはブロックレプ
リケータ機能も合せ持っている。
Note that this read transfer gate also has a block replicator function.

このようにマイナーループをバブル材料に存在するスト
ライプドメインで構成し、マイナーループ上での情報単
位としてバブルドメインの代りにVBL を用いること
により、従来のバブルドメインを用いた素子に比較して
約2桁の記憶密度向上を達成できる。
In this way, by configuring the minor loop with striped domains existing in the bubble material and using VBL instead of the bubble domain as the information unit on the minor loop, it is possible to increase the An order of magnitude increase in storage density can be achieved.

この素子の構成例をさらに詳しく説明する。A configuration example of this element will be explained in more detail.

メジャーラインは書込み、読出しともに電流駆動方式を
採用している。4本の平行コンダクタ−からなる書込み
トランスファーゲートはメジャーライン上のバブルとマ
イナーループを構成する。
The major line uses a current drive method for both writing and reading. A write transfer gate consisting of four parallel conductors forms a bubble on the major line and a minor loop.

ストライプドメインヘッドとの相互作用を用いている。It uses interaction with the striped domain head.

メジャーライン上にバブルドメインがあると、それにつ
ながるマイナーループを構成しているストライプドメイ
ンのヘッドはバブルとストライプドメインとの反発相互
作用のため、バブルから遠ざかることを利用している。
When there is a bubble domain on the major line, the heads of the stripe domains forming the minor loop connected to it take advantage of the fact that they move away from the bubble due to the repulsive interaction between the bubble and the stripe domain.

書込みメジャーラインにバブルがないとき、マイナール
ープのストライプドメイン磁壁にVBLを書込む。VB
Lをストライプドメインヘッドに作る手段として、スト
ライプドメインヘッドをそれに接するコンダクタ−パタ
ーンにパルス電流を与えることにより、ダイナミックに
移動させ、ヘッド部磁壁をダイナミックコンバージョン
させることを利用している。
When there is no bubble on the write major line, write VBL on the stripe domain domain wall of the minor loop. VB
As a means of forming L into a striped domain head, a pulse current is applied to a conductor pattern in contact with the striped domain head to dynamically move it, thereby dynamically converting the head domain wall.

この方法で、VBLが2つできるが、これらは互いに性
質が異なり、再結合しやすい。そこで、情報を安定化で
きるようにストライプドメインの長手方向に面内磁界を
加え、ストライプドメイン側の2本のコンダクタ−によ
ってストライプドメインヘッドを切離すことにより、ス
トライプドメイン中に2つの同じ性質のVBLを作る。
This method creates two VBLs, which have different properties and are easy to recombine. Therefore, in order to stabilize the information, an in-plane magnetic field is applied in the longitudinal direction of the stripe domain, and the stripe domain head is separated by two conductors on the stripe domain side, thereby creating two VBLs with the same properties in the stripe domain. make.

同じ性質のVBLは互いに近づいても安定に存在する。VBLs with the same properties stably exist even if they approach each other.

メジャーラインにバブルが存在しているところに対応す
るマイナールーズのストライプドメインヘッドはバブル
との反発作用のため、上記コンダクタ−パターンから離
れているため、VBLは形成されない。結果的にメジャ
ーラインの情報′1“をマイナーループ内にVBL対が
ない状態としてトランスファーしたことになる。マイナ
ーループ内では性質が同じVBLの対を1ビツトとして
情報が記憶される。レプリケータ−作用の安定性を考え
て□VBL 対を使っている。マイナーループ内のビッ
ト周期つまり、VBL間隔を一定に保つように、1ビツ
トずつ逐次転送できるように転送パターンをつける。−
例として、上記マイナーループを構成するストライプド
メイン上にストライプドメインの長手方向に直角方向に
VBL間の安定間隔Soの2倍の周期で、幅S0のパー
マロイ薄膜で作った平行細線パターンを形成し、平行細
線の両側に誘起される磁性とVBLとの相互作用を利用
している。VBLのマイナールーズに沿っての転送は一
つの方法として、ストライプドメインにパルスバイアス
磁界を加えてダイナミックに行なった。
The minor loose stripe domain head corresponding to the area where the bubble exists on the major line is separated from the conductor pattern due to the repulsion with the bubble, so no VBL is formed. As a result, the major line information ``1'' is transferred as if there is no VBL pair in the minor loop.In the minor loop, information is stored with a pair of VBLs with the same properties as 1 bit.Replicator action □VBL pairs are used in consideration of stability.The transfer pattern is set so that one bit can be transferred sequentially to keep the bit period in the minor loop, that is, the VBL interval, constant.-
As an example, a parallel thin line pattern made of a permalloy thin film with a width S0 is formed on the striped domain constituting the minor loop in a direction perpendicular to the longitudinal direction of the striped domain with a period twice the stable interval So between VBLs, It utilizes the interaction between the magnetism induced on both sides of parallel thin wires and VBL. One way to transfer the VBL along the minor loose is to dynamically apply a pulsed bias magnetic field to the stripe domain.

3本の平行コンダクタ−からなる読出しトランスファー
ゲートはマイナーループを形成しているストライプドメ
イン磁壁にVBLとして記憶されている情報をバブルに
変換してメジャーラインにトランスファーアウトし、か
つ、マイナーループ上の情報が破壊されないようにする
レプリケータ−の働きも兼備えている。動作原理を説明
する。
A readout transfer gate consisting of three parallel conductors converts the information stored as VBL in the striped domain domain wall forming the minor loop into a bubble and transfers it to the major line, and also transfers the information on the minor loop. It also functions as a replicator to prevent destruction. The operating principle will be explained.

VBL 対で形成される1ビツトの片割れを例えば、面
内磁界を加えてストライプドメインヘッドに固定する。
One bit formed by a VBL pair is fixed to a stripe domain head by applying an in-plane magnetic field, for example.

その後コンダクタ−パターンを用いて、このストライプ
ドメインヘッドを切りとり、バブルにする。そうすると
、バブルを切りとった後のストライプドメインヘッドに
は切りとったVBLと同じVBLが構成される。このよ
うなVBLのレプリケート作用はマイナス符号のVBL
に対してのみ生じる。マイナーループのストライプドメ
インヘッドから切りとられたバブルはメジャーライン上
を検出器に向けて転送される。ここではストライプドメ
インヘッドにVBLがある場合とない場合とでストライ
プドメインヘッドを切りとる。
This striped domain head is then cut out into bubbles using a conductor pattern. Then, the same VBL as the cut VBL is configured in the striped domain head after the bubble is cut. This kind of VBL replication effect is a VBL with a minus sign.
Occurs only for The bubble cut from the striped domain head of the minor loop is transferred on the major line toward the detector. Here, striped domain heads are cut depending on whether the striped domain head has VBL or not.

パルス電流値が異なることを利用している。ストライプ
ドメインヘッドにVBLがない場合は切れにくい。した
がって、ストライプドメインへ、ドにVBLがある場合
はメジャーラインにバブルを送り込めるが、VBLがな
い場合はバブルはない。
It takes advantage of the fact that the pulse current values are different. If there is no VBL on the striped domain head, it will be difficult to cut. Therefore, if there is a VBL in the stripe domain, a bubble can be sent to the major line, but if there is no VBL, there is no bubble.

つまり、マイナーループ上のVBLの有無(i、o)は
読出しメジャーライン上ではバブルの有無に変換されて
いる。
In other words, the presence or absence of VBL (i, o) on the minor loop is converted to the presence or absence of a bubble on the read major line.

VBL 対の消去法について述べる。消去したいVBL
 対を書込みメジャーライン側のマイナーループのスト
ライプドメインヘッドの最近接位置に3く。次に面内磁
界Hipを加えて、消去したいVBL対と、そのとなり
のVBL対の片割れをストライプドメインヘッドにもっ
てきて、情報書込みの際、プラスのVBLを切りとるた
めに用いた平行コンダクタ−を使ってストライプドメイ
ンヘッドを切りとる。バブルドメインを切りとったあと
のストライプドメインヘッドには、消去したいVBL対
と共にもってきたVBLがレプリケートされる。結局、
消去したいVBL対のみが消去されることになる。なお
、マイナーループ全体をクリアする場合は予め、バイア
ス磁界を上げて全部のストライプドメインを一旦消去し
たあと、S二1バブルからマイナーループスドライブド
メインを形成することにより、VBLが全熱ない全ビッ
ト。
The elimination method for VBL pairs will be described. VBL you want to delete
Write the pair 3 to the position closest to the stripe domain head of the minor loop on the major line side. Next, by applying an in-plane magnetic field Hip, bring the VBL pair to be erased and one half of the VBL pair next to it to the stripe domain head, and use the parallel conductor used to cut off the positive VBL when writing information. Use it to cut out the striped domain head. After the bubble domain is cut out, the VBL brought along with the VBL pair to be deleted is replicated in the striped domain head. in the end,
Only the VBL pair that is desired to be erased will be erased. In addition, when clearing the entire minor loop, first erase all stripe domains by increasing the bias magnetic field, and then form a minor loop drive domain from the S21 bubble to clear all bits without VBL being completely heated.

零の状態を作ることができる。It is possible to create a state of zero.

以上のような磁気記憶素子に於いては、情報を制御性よ
(書き込むことが必須要件である。すなわち、ストライ
プ磁区のブロッホ磁壁内に前記のVBL対を制御性よく
曹き込むことがVBLを記憶情報単位とする磁気記憶素
子には必要不可欠である。
In the magnetic memory element described above, it is essential to write information in a controllable manner.In other words, injecting the VBL pair into the Bloch domain wall of the striped magnetic domain with good controllability is essential for controlling the VBL. It is indispensable for magnetic memory elements that serve as storage information units.

本発明は、上記の如きVH2,対を記憶情報単位とする
磁気記憶素子において、前述の構成例とは異なり磁気バ
ブルがあるときに対応してストライプドメインのブロッ
ホ磁壁にVBL対を記憶情報として制御性よく書き込む
手段をもつ磁気記憶素子を与えるものである。
In a magnetic memory element in which the VH2 pair as described above is a unit of storage information, unlike the above-described configuration example, the present invention controls the VBL pair on the Bloch domain wall of a stripe domain as storage information in response to the presence of a magnetic bubble. The present invention provides a magnetic memory element having a means for writing data with high performance.

すなわち、本発明は情報読出し手段と情報書込み手段と
情報蓄積手段を備え、膜面に垂直な方向を磁化容易方向
とする強磁性体膜(フェリ磁性体膜を含む)に存在する
ストライプドメインの周辺のブロッホ磁壁の中に作った
相隣合う2つの垂直プロッホラインからなる垂直プロッ
ホライン対を記憶情報単位として用い、該垂直プロッホ
ラインをブロッホ磁壁内で転送する手段を有することを
特徴とする磁気記憶素子において、単一回転磁化の磁壁
構造をもつ磁気バブル情報発生手段と、該情報発生手段
と接続し、しかも該ストライプドメイン近傍に設けられ
た磁気バブル転送路と、該転送路から前記ストライプド
メイン先端部近傍まで磁気バブルを移送する手段と、磁
気バブルを該ストライプドメイン先端部近傍に保持する
手段と、該ストライプドメイン先端部とその近傍の磁気
バフルニハルスバイアス磁界を印加せしめる手段とを有
することを特徴とする磁気記憶素子である。
That is, the present invention includes an information reading means, an information writing means, and an information storage means, and the present invention provides information on the periphery of a stripe domain existing in a ferromagnetic film (including a ferrimagnetic film) whose easy magnetization direction is perpendicular to the film surface. A magnetic memory element that uses a vertical Proch line pair consisting of two adjacent vertical Proch lines formed in a Bloch domain wall as a storage information unit, and has means for transferring the vertical Proch lines within the Bloch domain wall, A magnetic bubble information generation means having a domain wall structure of single rotation magnetization, a magnetic bubble transfer path connected to the information generation means and provided near the stripe domain, and from the transfer path to the vicinity of the tip of the stripe domain. It is characterized by having means for transporting magnetic bubbles, means for holding magnetic bubbles near the tips of the striped domains, and means for applying a magnetic baffle Nihals bias magnetic field to the tips of the striped domains and the vicinity thereof. It is a magnetic memory element.

次に図面を用いて本発明の詳細な説明する。Next, the present invention will be explained in detail using the drawings.

第1図は本発明の素子の実施例を示す構成図である。磁
気バブルを保持し得る膜面に垂直な磁化容易方向を持つ
強磁性体薄膜1を媒体とし、記憶情報をブロッホ磁壁2
2内の垂直プロッホライン対45として貯えるストライ
プ状磁区2と、単−回転磁化磁壁構造をもつ磁気バブル
情報発生手段8と、ストライプ状磁区の長手方向にほぼ
垂直に、該ストライプ磁区近傍に設けた前記発生手段に
つながる磁気バブル転送路7と、該磁気バブル転送路か
ら前記ストライプ状磁区の先端部に前記情報磁気バブル
を移送する手段9と、前記ストライプ状磁区先端部冴の
近傍に前記磁気バブルを保持する手段3′と、前記所定
の位置にパルスバイアス磁場を発生する手段3を持つこ
とを特徴とする。
FIG. 1 is a block diagram showing an embodiment of the device of the present invention. A ferromagnetic thin film 1 with an easy magnetization direction perpendicular to the film surface that can hold magnetic bubbles is used as a medium, and stored information is stored on a Bloch domain wall 2.
2, a striped magnetic domain 2 stored as a pair of vertical Proch lines 45, a magnetic bubble information generating means 8 having a single-rotation magnetization domain wall structure, and a magnetic bubble information generating means 8 provided near the striped magnetic domain almost perpendicularly to the longitudinal direction of the striped magnetic domain. a magnetic bubble transfer path 7 connected to a generating means; a means 9 for transferring the information magnetic bubbles from the magnetic bubble transfer path to the tips of the striped magnetic domains; and a means for transferring the magnetic bubbles near the tips of the striped magnetic domains. It is characterized by comprising means 3' for holding, and means 3 for generating a pulse bias magnetic field at the predetermined position.

第2図は本発明に係るVBL対をストライプドメインの
ブロッホ磁壁に書き込む手段を示す図である。本発明の
VBL対書き込みは次の通りに行なわれる。
FIG. 2 is a diagram showing a means for writing VBL pairs into Bloch domain walls of striped domains according to the present invention. The VBL pair write of the present invention is performed as follows.

第2図(A)で示すが如(VBL対を情報単位として貯
え得るブロッホ磁壁22をもつストライプドメイン2の
先端部Uの磁壁内磁化方向は矢印40で示す向きである
。このストライプドメイン先端部列の近傍に、磁壁51
内の磁化方向が矢印40と逆向きの矢印50で示される
単一回転磁化の磁壁構造をもつ磁気バブル5を配し、ス
トライプドメイン先端部Uと磁気バブル5を囲む様に局
所的パルスバイアス磁場印加手段31が設けられている
。書き込み手段でのパルスバイアス磁場印加手段31は
ヘアピン状導体バタンであり、これは又、ストライプド
メイン先端部Uと近傍の磁気バブルの位置がずれない様
に設定するチャネルにもなっている。
As shown in FIG. 2(A), the direction of magnetization within the domain wall at the tip U of the striped domain 2, which has a Bloch domain wall 22 that can store VBL pairs as information units, is the direction shown by the arrow 40. Domain wall 51 near the column
A magnetic bubble 5 having a domain wall structure with a single rotational magnetization whose inner magnetization direction is shown by an arrow 50 opposite to the arrow 40 is arranged, and a local pulse bias magnetic field is applied so as to surround the stripe domain tip U and the magnetic bubble 5. Application means 31 are provided. The pulse bias magnetic field applying means 31 in the writing means is a hairpin-shaped conductor button, which also serves as a channel for setting so that the positions of the stripe domain tip U and the nearby magnetic bubble do not deviate.

ストライプドメインのブロッホ磁壁22にVBL対を書
き込むには次の様に行なう。パルスバイアス磁場印加手
段であるヘアピン導体31に第2図(B)に示す矢印3
2の方向に電流を印加する。ヘアピン導体に囲まれる部
分6には矢印21で示す方向のバイアス磁場が発生し、
磁気バブル及びストライプドメインは拡がろうとする。
The VBL pair is written in the Bloch domain wall 22 of the stripe domain as follows. An arrow 3 shown in FIG. 2(B) is attached to the hairpin conductor 31 which is a pulse bias magnetic field applying means.
Apply current in two directions. A bias magnetic field in the direction shown by the arrow 21 is generated in the portion 6 surrounded by the hairpin conductor,
The magnetic bubble and stripe domain try to expand.

しかし、導体31は又位置固定チャネルでもあるので、
夫々の磁区はヘアピン外へは拡がれずストライプドメイ
ンの先端部分24及び磁気バブルはヘアピン部分6内で
互に近づき52で示す様に互の磁壁51 、22が接す
る。磁壁の接した接合部分52では夫々の磁壁に対して
ストライプドメイン先端部列の磁区内外での磁化の回転
と、磁気バブル5の内外での磁化回転とは互に逆方向の
回転であるため、磁化の回転が容易に解け、接合部分5
2の磁壁は第2図(C)に示す様に消滅し、一つのスト
ライプドメインに融合する。
However, since the conductor 31 is also a fixed position channel,
The respective magnetic domains do not extend outside the hairpin, but the tip portion 24 of the stripe domain and the magnetic bubble approach each other within the hairpin portion 6, and the domain walls 51 and 22 touch each other as shown at 52. In the joint portion 52 where the domain walls are in contact, the rotation of magnetization inside and outside the magnetic domain of the stripe domain tip row and the rotation of magnetization inside and outside the magnetic bubble 5 are rotations in opposite directions with respect to each domain wall. The rotation of magnetization is easily released, and the joint part 5
The domain walls of No. 2 disappear as shown in FIG. 2(C) and merge into one striped domain.

しかし、磁壁の構造は、始めの各磁壁中心の磁化方向4
0及び51を反映して、接合部分52に対応するブロッ
ホ磁壁22に、磁壁中心の磁化方向が41゜42.40
’と回転した正値性をもつVBL 42と、41゜43
.40“と回転した負磁性をもつVBL43が生じる。
However, the structure of the domain wall is such that the initial magnetization direction 4 at the center of each domain wall is
0 and 51, the magnetization direction at the center of the domain wall is 41°42.40 in the Bloch domain wall 22 corresponding to the joint portion 52.
VBL with positive value rotated as 42 and 41°43
.. A VBL43 having negative magnetism rotated by 40" is generated.

パルスバイアス磁場印加用の電流32を停止するとji
g 2 図(J)Hニ示ス様VBL 42 、 VBL
 43 (D異ナル磁性が吸引し合い安定なVBL対4
対陽5成される。
When the current 32 for applying the pulse bias magnetic field is stopped, ji
g 2 Figure (J) H Nis-like VBL 42 , VBL
43 (D different null magnetism attracts each other and is stable VBL pair 4
Five matches against Yang will be completed.

即ち、ストライプ状磁区2のブロッホ磁壁22に記憶情
報単位のVBL対が書き込まれる。
That is, the VBL pair of the storage information unit is written to the Bloch domain wall 22 of the striped magnetic domain 2.

磁気記憶素子としては、複数のストライプドメインの磁
壁に記憶情報に応じて制御性よ(VBL対を書き込むこ
とが必要となる。このためには、ストライプドメイン先
端部に、単一回転磁化磁壁構造の磁気バブルを記憶情報
に応じて発生、転送する手段が必須となる。次に実施例
を用いて発生転送手段を説明する。
As a magnetic memory element, it is necessary to controllably write (VBL pairs) according to storage information into the domain walls of multiple striped domains.To do this, a single rotation magnetization domain wall structure is required at the tips of the striped domains. A means for generating and transferring magnetic bubbles in accordance with stored information is essential.Next, the generation and transfer means will be explained using an embodiment.

第3図は本発明に係る磁気バブル発生転送手段の第1の
実施例である。本実施例では、磁気バブル転送手段とし
て面内磁場Hn70の回転により順次磁化する軟磁性体
バタン列73を用いている。軟磁性体バタン列としては
、すでに公知である1゛−ba rl  シェブロン、
非対称シェブロン、ハーフディスク、Y−Y型等のいづ
れを用いても磁気バブル転送路7を形成することが出来
る。情報としての磁気バブルは、前記転送路中に設けた
ニー−クリニーシロン(核化)型磁気バブル発生手段8
1によって選択的に発生させる。本実施例ではバブル発
生手段81はヘアピン状導体バタンで構成する。
FIG. 3 shows a first embodiment of the magnetic bubble generation and transfer means according to the present invention. In this embodiment, a soft magnetic material button array 73 that is sequentially magnetized by the rotation of the in-plane magnetic field Hn70 is used as the magnetic bubble transfer means. As the soft magnetic material baton row, the already known 1゛-bar chevron,
The magnetic bubble transfer path 7 can be formed using any one of an asymmetric chevron, a half disk, a Y-Y type, etc. The magnetic bubble as information is produced by a nucleation type magnetic bubble generation means 8 provided in the transfer path.
1 selectively generated. In this embodiment, the bubble generating means 81 is constituted by a hairpin-shaped conductor button.

核化発生した磁気バブル5の磁壁構造は必ずしも単一回
転磁化磁壁構造であるとは限らない。本発明のVBL対
注入方法を適用するには磁気バブル5の磁壁構造を単一
回転磁化構造に整える必要がある。このために、転送路
7の途中に磁壁調整手段80を設けておく。磁壁調整手
段80は、次の様に構成される。局部的面内磁場発生手
段80a(これは軟磁性体バタン73からの漏洩磁場若
しくは面内回転磁場を用いる)及びパルスバイアス磁場
発生手段80c(ヘアピン導体バタンを用いる)並びに
、イオン注入若しくは交換相互作用で軟磁性材料表面で
結合した面内磁化膜部分80bから構成されている。
The domain wall structure of the nucleated magnetic bubble 5 is not necessarily a single rotation magnetization domain wall structure. In order to apply the VBL pair injection method of the present invention, it is necessary to arrange the domain wall structure of the magnetic bubble 5 into a single rotation magnetization structure. For this purpose, domain wall adjusting means 80 is provided in the middle of the transfer path 7. The domain wall adjusting means 80 is configured as follows. Local in-plane magnetic field generation means 80a (this uses a leakage magnetic field from a soft magnetic material baton 73 or an in-plane rotating magnetic field), a pulse bias magnetic field generation means 80c (this uses a hairpin conductor batten), and ion implantation or exchange interaction. It is composed of in-plane magnetized film portions 80b which are bonded together on the surface of a soft magnetic material.

磁壁構造を単一回転磁化に調整するには次の様に行なう
。まず任意の磁壁構造の磁気バブル5′を磁壁調整手段
(資)に転送する。次に書き込み制御部12の制御によ
り面内磁場印加の下でパルスバイアス磁場を該磁気バブ
ルに印加する。すると該磁気バブルの磁壁構造はすでに
公知の様にVBLを2本もつσヤ若しくはσ−に変換す
る。次に面内磁場をOにしてパルスバイアス磁場を印加
するとσヤもしくはσ−状態の磁気バブルは単一回転磁
化磁壁構造のχ十若しくはχ−バブルになるχ+とχ−
は磁壁内磁化方向が異っている。次に短かいパルスバイ
アス磁場を更に印加すると、磁場の極性によって面内磁
化膜のためにその反対側の底面より発生した水平プロッ
ホラインのパンチスルーにより、χや又はχ−のどちら
かの磁壁°内磁化は反転し、磁壁状態は一つの状態に揃
う。この最終状態はパルスバイアス磁場の極性で制御出
来ることはすでに知られている。
To adjust the domain wall structure to single rotation magnetization, proceed as follows. First, a magnetic bubble 5' having an arbitrary domain wall structure is transferred to a domain wall adjusting means (equipment). Next, under the control of the write control unit 12, a pulse bias magnetic field is applied to the magnetic bubble while applying an in-plane magnetic field. Then, the domain wall structure of the magnetic bubble transforms into σ- or σ-, which has two VBLs, as is already known. Next, when the in-plane magnetic field is set to O and a pulse bias magnetic field is applied, the magnetic bubbles in the σ- or σ- state become χ- or χ- bubbles with a single rotation magnetization domain wall structure.
have different magnetization directions within the domain wall. Next, when a short pulse bias magnetic field is further applied, the horizontal Ploch line punch-through generated from the bottom surface on the opposite side due to the in-plane magnetized film due to the polarity of the magnetic field causes the magnetic field to move within the domain wall ° of either χ or χ-. The magnetization is reversed and the domain wall states align to one state. It is already known that this final state can be controlled by the polarity of the pulsed bias magnetic field.

本発明の磁気バブル発生転送手段8の第2の実施例を第
4図を用いて説明する。本実施例では磁気バブル転送路
7としてすでに公知である穴あき2層導体パタン74よ
りなる電流駆動方式の転送路を用いている。この駆動方
式は2層導体パタンに駆動電流71 、72を交幡印加
し導体穴のまわりに発生する磁場により磁気バブルを転
送する方式で烏速駆動に適したものである。本実施例で
は単一回転磁化磁壁構造の磁気バブル情報を次の様に発
生する。まず前実施例と同様ヘアピン状導体バタン等で
構成された磁気バブル発生手段81で連続的に磁気バブ
ルを発生する。次に、前述の様な磁壁構造調整手段80
で単一回転磁化磁壁構造の磁気バブルに全て変換する。
A second embodiment of the magnetic bubble generation and transfer means 8 of the present invention will be described with reference to FIG. In this embodiment, as the magnetic bubble transfer path 7, a current-driven transfer path consisting of a perforated two-layer conductor pattern 74, which is already known, is used. This driving method is suitable for coronal speed driving, in which driving currents 71 and 72 are alternately applied to the two-layer conductor pattern, and magnetic bubbles are transferred by the magnetic field generated around the conductor hole. In this embodiment, magnetic bubble information of a single rotation magnetization domain wall structure is generated as follows. First, as in the previous embodiment, magnetic bubbles are continuously generated using a magnetic bubble generating means 81 composed of a hairpin-shaped conductor button or the like. Next, the domain wall structure adjusting means 80 as described above
All of them are converted into magnetic bubbles with a single rotation magnetization domain wall structure.

最后に磁気バブル消去手段82の部分に磁気バブルを転
送し、必要でない情報に対応する磁気バブルを消去する
。この消去手段82は通例ヘアピン状導体バタンとこれ
に電流を印加する手段よりなる。これら各手段は全て書
き込み制御部12に接続され、制御されている。
Finally, the magnetic bubbles are transferred to the magnetic bubble erasing means 82 to erase the magnetic bubbles corresponding to unnecessary information. This erasing means 82 usually comprises a hairpin-shaped conductor button and means for applying a current thereto. All of these means are connected to and controlled by the write control section 12.

次に本発明の、磁気バブル転送路からストライ単一磁化
回転磁壁構造の磁気バブルが情報に応じて転送路7を転
送し、ストライプドメイン2の先端部24に対応する転
送バタン73′に来たとき、その近傍に設けた例えばヘ
アピン導体よりなる磁気バブル移送手段9に第5図(ロ
)の工Tで示す電流を印加する。移送手段9は、磁気バ
ブル位置保持手段3′と共通部分をもっているため、そ
の保持手段3′に磁気バブルは移送される。その位置保
持手段3′は、パルスバイアス磁場印加手段3と共通で
あるため、次いで第5図(均の工sで示す電流を印加す
ると、第2図に示した原理に基き、ストライプドメイン
2のブロッホ磁壁22にVBL対が書き込まれる。
Next, according to the present invention, the magnetic bubble of the stripe single magnetization rotating domain wall structure is transferred from the magnetic bubble transfer path through the transfer path 7 according to the information, and comes to the transfer button 73' corresponding to the tip 24 of the stripe domain 2. At this time, a current indicated by T in FIG. 5(B) is applied to the magnetic bubble transfer means 9, which is made of, for example, a hairpin conductor and is provided in the vicinity thereof. Since the transfer means 9 has a common part with the magnetic bubble position holding means 3', the magnetic bubbles are transferred to the holding means 3'. Since the position holding means 3' is common to the pulse bias magnetic field applying means 3, when the current shown in FIG. A VBL pair is written in the Bloch domain wall 22.

以上の様に本発明を用いれば、ストライプドメインのブ
ロッホ磁壁にVBL対を容易に書き込むことが出来る。
As described above, by using the present invention, VBL pairs can be easily written on the Bloch domain wall of a stripe domain.

従ってVBL対を情報単位として用いる高密度磁気記憶
素子として本発明は優れたものである。更に本発明を用
いれば、VBL対は、1個の磁気バブルに対応している
ため、磁気バブル情報をそのまま対応よ(VBL対情報
に変換することが可能となる。以上の説明に於いて磁気
バブルの発生手段はヘアピン導体にかぎるものではなく
、軟磁性体パタンを用いた分割型でも良い。
Therefore, the present invention is excellent as a high-density magnetic memory element that uses VBL pairs as information units. Furthermore, if the present invention is used, since a VBL pair corresponds to one magnetic bubble, it is possible to directly correspond to magnetic bubble information (convert it to VBL pair information. In the above explanation, magnetic The means for generating bubbles is not limited to a hairpin conductor, but may also be a divided type using a soft magnetic material pattern.

また、磁気バブル転送路としては、イオン注入法による
コンティギーアスディスクバタンでも良いことは勿論で
ある。
Further, as the magnetic bubble transfer path, it goes without saying that a contiguous disk batten formed by ion implantation may be used.

【図面の簡単な説明】[Brief explanation of the drawing]

第1図は本発明の実施例の構成図、第2図は垂直プロッ
ホライン対の書き込み手段の実施例を示す図、第3図は
本発明に係る磁気バブル発生手段の第1の実施例を示す
図、第4図は同じく磁気バブル発生手段の第2の実施例
を示す図、第5図は磁気バブル移送及び固定並びにパル
スバイアス磁場発生手段の実施例を示す図。 1は強磁性体薄膜、2はストライプドメイン、3.3′
はそれぞれパルスバイアス印加手段及び磁気バブル固定
手段、5.5’は磁気バブル、6は導体パタン内部、7
は磁気バブル転送手段、8は単一回転磁化磁壁構造磁気
バブル発生手段、9は磁気バブル移送手段である。11
は磁区外部の磁化方向、12は書き込み制御部、21は
磁区内の畿内の向き、24はストライプドメイン先端部
、31はヘアピン導体、32は電流方向、40 、40
’ 、 40“は磁壁内磁化方向、42 、43は垂直
プロッホライン、45は垂直プロッホライン対、50は
磁気バブルの磁化方向、51は磁壁、52は磁壁接合部
、70は回転磁場、71゜72は駆動電流、73は転送
バタン、74は二層導体転送バタン、8oaは面内磁場
発生手段、80bは面内磁化層、80cはパルスバイア
ス印加手段である。 第2図
FIG. 1 is a block diagram of an embodiment of the present invention, FIG. 2 is a diagram showing an embodiment of a vertical Ploch line pair writing means, and FIG. 3 is a diagram showing a first embodiment of a magnetic bubble generating means according to the present invention. FIG. 4 is a diagram showing a second embodiment of the magnetic bubble generating means, and FIG. 5 is a diagram showing an embodiment of the magnetic bubble transporting and fixing and pulse bias magnetic field generating means. 1 is a ferromagnetic thin film, 2 is a striped domain, 3.3'
5.5' is a magnetic bubble, 6 is inside the conductor pattern, and 7 is a pulse bias applying means and a magnetic bubble fixing means, respectively.
Reference numeral 8 indicates a magnetic bubble transfer means, 8 a magnetic bubble generation means having a single rotation magnetization domain wall structure, and 9 a magnetic bubble transfer means. 11
is the magnetization direction outside the magnetic domain, 12 is the write control section, 21 is the direction within the magnetic domain, 24 is the tip of the stripe domain, 31 is the hairpin conductor, 32 is the current direction, 40, 40
', 40'' are magnetization directions within the domain wall, 42 and 43 are vertical Proch lines, 45 is a pair of vertical Proch lines, 50 is the magnetization direction of the magnetic bubble, 51 is the domain wall, 52 is the domain wall junction, 70 is the rotating magnetic field, and 71°72 is the magnetization direction in the domain wall. 73 is a transfer button, 74 is a two-layer conductor transfer button, 8OA is an in-plane magnetic field generation means, 80b is an in-plane magnetization layer, and 80c is a pulse bias application means.

Claims (1)

【特許請求の範囲】[Claims] 情報読出し手段と情報書込み手段と情報蓄積手段を備え
、膜面に垂直な方向を磁化容易方向とする強磁性体膜(
フェリ磁性体膜を含む)に存在するストライプドメイン
の周辺のブロッホ磁壁の中に作った相隣合う2つの垂直
プロッホラインからなる垂直プロッホライン対を記憶情
報単位として用い、該垂直プロッホラインをブロッホ磁
壁内で転送する手段を有することを特徴とする磁気記憶
素子において、単一回転磁化の磁壁構造をもつ磁気バブ
ル情報発生手段と、該情報発生手段と接続し、しかも該
ストライプドメイン近傍に設けられた磁気バブル転送路
と、該転送路から前記ストライプドメイン先端部近傍ま
で磁気バブルを移送する手段と、磁気バブルを該ストラ
イプドメイン先端部近傍に保持する手段と、該ストライ
プドメイン先端部とその近傍の磁気バブルにパルスバイ
アス磁界を印加せしめる手段とを有することを特徴とす
る磁気記憶素子。
Ferromagnetic film (
A vertical Proch line pair consisting of two adjacent vertical Proch lines created in a Bloch domain wall around a stripe domain (including a ferrimagnetic film) is used as a storage information unit, and the vertical Proch line is transferred within the Bloch domain wall. A magnetic memory element characterized by having a magnetic bubble information generating means having a domain wall structure of single rotation magnetization, and a magnetic bubble transfer means connected to the information generating means and provided in the vicinity of the stripe domain. a means for transporting a magnetic bubble from the transfer path to the vicinity of the tip of the stripe domain; a means for holding the magnetic bubble near the tip of the stripe domain; and a means for transporting the magnetic bubble from the transfer path to the vicinity of the tip of the stripe domain; 1. A magnetic memory element comprising means for applying a bias magnetic field.
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