JPS61204888A - Magnetic storage element - Google Patents

Magnetic storage element

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Publication number
JPS61204888A
JPS61204888A JP60044345A JP4434585A JPS61204888A JP S61204888 A JPS61204888 A JP S61204888A JP 60044345 A JP60044345 A JP 60044345A JP 4434585 A JP4434585 A JP 4434585A JP S61204888 A JPS61204888 A JP S61204888A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
domain
film
vbl
ferrimagnetic
magnetization
Prior art date
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Pending
Application number
JP60044345A
Other languages
Japanese (ja)
Inventor
Yasuharu Hidaka
桧高 靖治
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
NEC Corp
Original Assignee
NEC Corp
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Filing date
Publication date
Application filed by NEC Corp filed Critical NEC Corp
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Publication of JPS61204888A publication Critical patent/JPS61204888A/en
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Abstract

PURPOSE:To suppress the instability that a pair of vertical Bloch lines VBL disappear during transfer along a stripe domain magnetic wall by sticking a ferrimagnetic material film, which is opposite to the direction of spontaneous magnetization, to one surface of a ferrimagnetic material. CONSTITUTION:A stripe domain holding ferrimagnetic material layer 2 is stuck on a substrate 1. A ferrimagnetic material layer 3 whose manner of contribution is opposite to that from individual constituting atoms to the direction of spontaneous magnetization of said ferrimagnetic material layer 2 is stuck directly to the layer 2. Thus, the quick increase of an energy density EL of VBL on the surface of the film is suppressed.

Description

【発明の詳細な説明】 (産業上の利用分野) 本発明は不揮発性の超高密度固体磁気記憶素子に関する
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION (Field of Industrial Application) The present invention relates to a nonvolatile ultra-high density solid state magnetic memory element.

(従来技術とその問題点) 高密度固体磁気記憶素子を目指して、磁気バブル素子の
開発が各所でパーマロイデバイス、イオン注入コンテイ
ギユ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。しかし、近年その技術が長足
に進歩してきた。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ふたたび問
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03μm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誓料以外に求めなけ
ればならない。
(Prior art and its problems) Aiming for high-density solid-state magnetic storage elements, magnetic bubble elements have been developed in various places, including permalloy devices, ion-implanted continuous disk devices, current-driven devices, and so-called hybrid devices that combine these devices. There is a lot of activity going on. The limits of densification of these devices are
It has been said that this problem lies in photophosphorographic technology for forming bubble transfer paths. However, the technology has progressed rapidly in recent years. As a result, the issue of materials for increasing density, that is, to what extent the bubble diameter can be reduced, has once again become an issue. With the currently used garnet materials, 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 powder.

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。
This is not easy and is even considered to be the limit of bubble density.

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超高密度磁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ブロッホラ
インを記憶単位として用いる素子が発明された。(特願
昭57−182346 )本素子においてもっとも重要
な部分の一つは情報蓄積部(以下、マイナーループと称
す。)である。本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なり、かつ、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ブロッホライン
(以下VBLと称する)対を記憶単位として用い、該垂
直ブロッホラインをブロッホ磁壁内で転送する手段を有
している。
Bloch domain walls, which form the boundaries of ultra-high density magnets, can significantly improve the densification limit based on the characteristics of the bubble retention layer and keep the information readout time at the same level as conventional devices. A device has been invented that uses vertical Bloch lines, which are statically and stably present in the device, as a memory unit. (Japanese Patent Application No. 57-182346) One of the most important parts of this device is the information storage section (hereinafter referred to as the minor loop). This magnetic memory element includes an information reading means, an information writing means, and an information storage means, and is present in a ferromagnetic film (including a ferrimagnetic film) whose easy magnetization direction is perpendicular to the film surface. A pair of adjacent vertical Bloch lines (hereinafter referred to as VBL) formed in the Bloch domain wall around the stripe domain is used as a storage unit, and means is provided for transferring the vertical Bloch lines within the Bloch domain wall.

このような磁気記憶素子においては情報として書込まれ
たストライブドメイン磁壁土のV13L対を安定に保持
し、かつ、1ビツトずつ選択転送できるようにすること
が不可欠である。安定保持の方法としては、特願昭58
−065826に述べたように、マイナーループを構成
するストライプドメイン周辺のブロッホ磁壁に沿って、
膜面内の磁気異方性の向きを局所的に変化させる。そう
すれは、ストライプI・メイン磁壁に沿って、VBL対
が安定に存在する位置とそうでない位置を作りつけられ
る。
In such a magnetic memory element, it is essential to stably hold the V13L pair of striped domain domain walls written as information and to be able to selectively transfer one bit at a time. As a method of maintaining stability,
-065826, along the Bloch domain wall around the stripe domain that constitutes the minor loop,
Locally changes the direction of magnetic anisotropy within the film plane. In this way, along the stripe I/main domain wall, positions where the VBL pair stably exists and positions where it does not exist can be created.

もう一つの条件であるVBL対の1ビツトずつの選択転
送に関しては、特願昭58−065826に述べられて
いるように、ストライプドメイン存在領域全体に一様の
パルスバイアス磁界を加えて、磁壁を動的に移動し、そ
れに伴なってV−BL対の位置に生じる反作用の一つで
あるジャイロ力を利用すか侍られない。この理由の一〇
はVBL対が転送中に消滅してしすうためである。VB
L対が消滅するする。VBLがストライプドメイン保持
層の膜厚方向に沿って構造変化するのはストライプドメ
イン保持層が薄膜であり、かつ、保持層膜面法線方向に
磁化容易方向をもっているためであり、保持層第5図に
その様子を示す。ストライプドメイン4の両側はブロッ
ホ磁壁5,5′に囲まれている。
Regarding the other condition, selective transfer of each bit of the VBL pair, as described in Japanese Patent Application No. 58-065826, a uniform pulse bias magnetic field is applied to the entire region where the stripe domain exists, and the domain walls are It is only possible to move dynamically and use gyroscopic force, which is one of the reactions that occurs in the position of the V-BL pair. Reason 10 for this is that the VBL pair disappears during transfer. VB
L pair disappears. The reason why the VBL structure changes along the thickness direction of the striped domain retention layer is that the striped domain retention layer is a thin film and has an easy magnetization direction in the normal direction to the retention layer film surface. The figure shows the situation. Both sides of the striped domain 4 are surrounded by Bloch domain walls 5 and 5'.

π△0は磁壁の幅である。磁壁5の外側はストライプド
メイン内の磁化Mの向き(上向き)6と逆向き(下向き
)の磁化7をもっている。したがってストライプドメイ
ン保持層のストライブドメイン部4の膜表面には上側に
■磁極、下側にe磁極が誘起される。他方5,5′の外
側の領域では上側の膜表面ζこe磁極、下側に■磁極が
誘起される。その結果、膜面法線方向に平行な面をもっ
磁壁5,5′の膜表面近くでは磁壁面法線方向に面内磁
界H8を生じる。H8の向きは第5図の場合、5では膜
の上側表面では左向き、下側では右向き番こなり、5I
では膜の上側表面では右向き、下側で左向きになる。
πΔ0 is the width of the domain wall. The outside of the domain wall 5 has magnetization 7 in the opposite direction (downward) to the direction 6 of magnetization M (upward) in the stripe domain. Therefore, on the film surface of the striped domain portion 4 of the striped domain holding layer, a {circle around (2)} magnetic pole is induced on the upper side and an e magnetic pole is induced on the lower side. On the other hand, in the area outside 5 and 5', a magnetic pole ζ is induced on the upper film surface, and a magnetic pole is induced on the lower side. As a result, an in-plane magnetic field H8 is generated in the direction normal to the domain wall near the film surface of the domain walls 5, 5', which have planes parallel to the normal to the film surface. In the case of Figure 5, the direction of H8 is 5, the upper surface of the membrane faces left, the lower surface faces right, and 5I.
In this case, the upper surface of the membrane faces to the right, and the lower surface faces to the left.

このH8の影響で磁壁中心線上の磁化の向きも膜面の下
側から上に向けて5内では右向きから膜厚方向に沿って
徐々に回転し、膜の上面では左向きになっている。5′
内では下側では左向き、上側では右向きになっている。
Due to the influence of H8, the direction of magnetization on the center line of the domain wall also gradually rotates from the right in 5 along the film thickness direction from the bottom to the top of the film surface, and becomes leftward on the top surface of the film. 5′
Inside, the bottom side faces left, and the top side faces right.

この磁壁構造の膜厚方向変化がVBL特性にも大きな影
響を及ぼす。第6図はバブルドメイン磁壁中のVBLの
部分8の磁化の回転の様子をストライプドメイン保持層
の両側の表面と膜厚の中心部について示している。この
VBLの中心の磁化は、バブルドメイン磁壁の面法線に
沿ってバブルドメインの中心軸に向いている。
This change in the domain wall structure in the film thickness direction also has a large effect on the VBL characteristics. FIG. 6 shows the state of magnetization rotation of the VBL portion 8 in the bubble domain domain wall with respect to both surfaces of the stripe domain holding layer and the center of the film thickness. The magnetization at the center of this VBL is oriented toward the central axis of the bubble domain along the normal to the surface of the bubble domain domain wall.

面内磁界H3はこの場合、バブルドメインの上面ではバ
ブルドメインの中心軸に向き、下側では外向きに向いて
いる6磁壁の中心線上の磁化は膜表面近くではI(sの
向きに揃えられる。但し、膜厚の中心付近では上、下面
からの寄与が互いに打消し合って零になり、磁壁中心の
磁化は本来のフロ・yホ磁壁の磁化向き(磁壁面に平行
)になる。このような性質をもつ磁壁中に前記VBLが
あると、その中心線上の磁化は膜上面では周囲の磁化と
同じ向きを向き、VBL領域に特にエネルギーは貯えら
れない。他方、下面ではVBLの磁化の向きはその周囲
の磁壁磁化の向きと180°異なるため、VBLには交
換エネルギーが貯えられる。このため、VBLO)エネ
ルギーELは膜厚に沿って変化する。
In this case, the in-plane magnetic field H3 is directed toward the central axis of the bubble domain on the top surface of the bubble domain, and toward the outside on the bottom surface.The magnetization on the center line of the six domain walls is aligned in the direction of I(s) near the film surface. However, near the center of the film thickness, the contributions from the top and bottom surfaces cancel each other out and become zero, and the magnetization at the center of the domain wall becomes the original direction of magnetization of the Flo/Y-ho domain wall (parallel to the domain wall surface). When the VBL exists in a domain wall with such properties, the magnetization on its center line is oriented in the same direction as the surrounding magnetization on the upper surface of the film, and no energy is stored in the VBL region.On the other hand, on the lower surface, the magnetization of VBL is Since the direction is 180° different from the direction of the surrounding domain wall magnetization, exchange energy is stored in VBL.Therefore, the energy EL (VBLO) changes along the film thickness.

この様子を定性的に示したのが第7図である。FIG. 7 shows this situation qualitatively.

VBL単位長さあたりのエネルギーE r−をストライ
プドメイン保持層の膜厚りに対して計算した結果である
These are the results of calculating the energy E r- per VBL unit length with respect to the film thickness of the stripe domain holding layer.

第7図の横軸の左端を膜の下面、右端を膜の上面とする
と、第6図のVBLのELの膜厚依存は11で表わされ
る。膜の下面でELが非常に高くな、っている。他方、
VBL中心線上の磁化が第6図のバブルドメイン磁壁法
線方向外側を向いていると第7図11′のようなELの
膜厚依存が得られる。
Assuming that the left end of the horizontal axis in FIG. 7 is the lower surface of the film and the right end is the upper surface of the film, the film thickness dependence of EL of VBL in FIG. 6 is expressed by 11. The EL is very high on the bottom surface of the membrane. On the other hand,
If the magnetization on the VBL center line is directed outward in the normal direction of the bubble domain domain wall in FIG. 6, the film thickness dependence of EL as shown in FIG. 7 11' is obtained.

このようなELの膜厚依存が以下のプロセスを通して、
VBL対の消滅につながる。第8図はストライプドメイ
ン保持層内ブロッホ磁壁中のVBLを示している。8,
8′は本発明で情報担体として用いるVBL構造である
。8が第7図の11.8’が11′に対応している。8
または8′のVBLはその中心線上の磁化が膜厚方向に
亘って磁壁面法線方向に沿って同じ向きに揃っている。
This dependence of EL on film thickness is achieved through the following process.
This leads to the disappearance of the VBL pair. FIG. 8 shows the VBL in the Bloch domain wall in the striped domain retention layer. 8,
8' is a VBL structure used as an information carrier in the present invention. 8 corresponds to 11.8' corresponds to 11' in FIG. 8
In the case of VBL 8', the magnetization on the center line is aligned in the same direction along the domain wall surface normal direction throughout the film thickness direction.

他方、12のVBLの中心線上の磁化は膜厚中心を境に
下側と上側とでその向きが逆になっている。いずれの部
分でも磁化はHaの向きに一致している。このとき膜厚
の中心にブロッホポイントと呼ばれる特異点13か入っ
ている。このポイントが入ることにより ELは膜厚方
向に亘ってその変化が小さくなる。つまり、第7図でE
Lは膜中心から下の部分では11’に沿って変化し、上
半分では】1に沿って変化し8.8Iのように、](l
が膜厚方向に沿って急激な変化をすることが避けられた
。但し、ブロッホポイントが入ると1.VBLの極性が
上半分と下半分とで逆になる。
On the other hand, the direction of magnetization on the center line of VBL 12 is opposite between the lower side and the upper side with the center of the film thickness as the boundary. In any part, the magnetization coincides with the direction of Ha. At this time, there is a singular point 13 called Bloch point at the center of the film thickness. By entering this point, the change in EL becomes smaller over the film thickness direction. In other words, in Figure 7, E
L changes along 11' in the lower part from the membrane center, and changes along ]1 in the upper half, like 8.8I, ](l
A sudden change in the thickness along the film thickness direction was avoided. However, if Bloch points are included, 1. The polarity of VBL is reversed between the upper and lower halves.

本ブロッホラインメモリでは情報担体であるVBLをス
トライプドメイン磁壁に沿って移動させるのに、磁壁に
パルスバイアス磁界を加えて移動させたとき、生じる反
作用であるジャイロ力を利用する。このジャイロ力はV
BLの極性に依存して移動向きが定まる。したがって、
第8図12のように、極性が逆の部分を共有するVBL
は結局、パルスバイアス磁界では移動できないことにな
る。
In this Bloch line memory, in order to move VBL, which is an information carrier, along a striped domain domain wall, a gyroscopic force, which is a reaction that occurs when a pulse bias magnetic field is applied to the domain wall and moves it, is used. This gyro force is V
The direction of movement is determined depending on the polarity of BL. therefore,
As shown in Figure 8, 12, VBL shares parts with opposite polarity.
As a result, it cannot be moved by a pulsed bias magnetic field.

この移動できないでいるVBLに相隣るVBLがぶつか
ると、2つのVBLの膜厚方向に亘って互いに極性が異
なる部分は再結合し、ブロッホラインは全体として最終
的には消滅してしまう。このことは汎用素子にとっては
非常に大きな問題である。
When an adjacent VBL collides with this immovable VBL, the portions of the two VBLs having mutually different polarities in the film thickness direction recombine, and the Bloch line as a whole eventually disappears. This is a very big problem for general-purpose devices.

(発明の目的) 本発明の目的はこのような従来の欠点を除去して、マイ
ナーループであるストライプドメイン磁壁土のVBL対
を安定に保持し、かつ、′1ビットずつ選択転送できる
ようにしたVBL対を情報単位として用いる超高密度磁
気記憶素子を提供することζこある。
(Object of the Invention) The object of the present invention is to eliminate such conventional drawbacks, to stably maintain the VBL pair of the striped domain domain wall, which is a minor loop, and to enable selective transfer of 1 bit at a time. An object of the present invention is to provide an ultra-high density magnetic memory element that uses VBL pairs as information units.

(発明の構成) 本発明は膜面に垂直方向を磁化容易方向きするフェリ磁
性体膜に存在するストライプドメインの周辺のプロツボ
磁壁中に作った相隣合う2つのVBLからなるVBL対
を記憶単位として用いる磁気記憶素子において、前記フ
ェリ磁性体の少なくとも一方の表面に該フェリ磁性体の
自発磁化の向きに対する各構成原子からの寄与の仕方に
比べて寄与の仕方が逆転しているフェリ磁性体膜を直接
つけたことを特徴とする磁気記憶素子である。
(Structure of the Invention) The present invention uses, as a memory unit, a VBL pair consisting of two adjacent VBLs formed in a protubular domain wall around a stripe domain existing in a ferrimagnetic film whose easy magnetization direction is perpendicular to the film surface. In a magnetic memory element used as a ferrimagnetic material, a ferrimagnetic film is formed on at least one surface of the ferrimagnetic material, and the ferrimagnetic material film has a contribution that is reversed in the direction of spontaneous magnetization of the ferrimagnetic material compared to the contribution from each constituent atom. This is a magnetic memory element characterized by directly attaching.

(構成の詳細な説明) 本発明は上述の構成をとることにより、従来技術のマイ
ナーループでのVBL対の安定保持に関する問題点を解
決した。以下、構成の詳細な説明をする。
(Detailed Description of Configuration) By adopting the above-described configuration, the present invention solves the problem of maintaining stability of the VBL pair in the minor loop of the prior art. The configuration will be explained in detail below.

第1図は本発明におけるマイナーループ部のストライプ
ドメイン保持層の構成図である。基板1の上にストライ
プドメイン保持用フェリ磁性体層2をつける。その上に
直接前記フェリ磁性体の自発磁化の向きに対する各構成
原子からの寄与の仕方に比べて寄与の仕方が逆転してい
るフェリ磁性体層3をつける。こうすることにより、V
BLのエネルギー密度ELが膜表面で急激に増加するの
を抑えられる。その機構をストライプドメイン保持層用
材料として一般的なフェリ磁性ガーネット膜を例にとっ
て説明する。第3図において8,8′は■してある。V
BL8,8’のエネルギー密度ELの膜厚方向依存(第
7図)から、8では膜の下端でF】Lが描く、8′では
膜の上面近傍でELが高くなる。第1図のストライプド
メイン保持層2の上表面に2の自発磁化の向きに対する
各構成原子からの寄与の仕方に比べて寄与の仕方が逆転
しているフェリ磁性体3をつける。こうすると、2.3
の境界部で、VBL8の上端9には交換エネルギーが貯
えられる。
FIG. 1 is a diagram showing the configuration of a striped domain holding layer in a minor loop portion according to the present invention. A ferrimagnetic layer 2 for holding striped domains is provided on a substrate 1. A ferrimagnetic material layer 3 is directly placed on top of the ferrimagnetic material layer 3, in which the contribution from each constituent atom to the direction of spontaneous magnetization of the ferrimagnetic material is reversed. By doing this, V
It is possible to prevent the energy density EL of BL from rapidly increasing at the film surface. The mechanism will be explained using a general ferrimagnetic garnet film as an example of a material for a striped domain retention layer. In FIG. 3, 8 and 8' are marked with black. V
From the dependence of the energy density EL of BL8 and BL8' on the film thickness direction (FIG. 7), in BL8, F]L is drawn at the bottom end of the film, and in BL8', EL is high near the top surface of the film. A ferrimagnetic material 3 is attached to the upper surface of the striped domain holding layer 2 shown in FIG. 1, in which the manner of contribution from each constituent atom to the direction of spontaneous magnetization of the layer 2 is reversed. In this way, 2.3
Exchange energy is stored at the upper end 9 of VBL 8 at the boundary.

なぜならば、フェリ磁性体層3の磁区構造はストライプ
ドメイン保持層2のドメイン構造に依存し2に存在する
磁壁の直上付近の3の磁化向きは2のドメイン構造から
生じる面内磁界成分Haの向きに向けられる。いま、層
2の磁化は24d位置の原子磁気モーメントと同じ向き
を向き、層3の磁化は16a位置の原子磁気モーメント
の向きと一致していると仮定する。24C位置に入って
いる希土類イオンの原子磁気モーメントの寄与は原子番
号が64以上の場合は、16a位置の原子磁気モーメン
トの向きと同じであり、以下便宜上、16a位置の原子
磁気モーメントに伺加して、16a位置の原子磁気モー
メントの大きさと、24d位置の原子磁気モーメントと
の相対的大きさを考えることにする。
This is because the magnetic domain structure of the ferrimagnetic layer 3 depends on the domain structure of the stripe domain holding layer 2, and the magnetization direction of 3 near the domain wall existing in 2 is the direction of the in-plane magnetic field component Ha generated from the domain structure of 2. directed towards. It is now assumed that the magnetization of layer 2 is oriented in the same direction as the atomic magnetic moment at position 24d, and the magnetization of layer 3 is in the same direction as the atomic magnetic moment at position 16a. The contribution of the atomic magnetic moment of the rare earth ion at the 24C position is the same as the direction of the atomic magnetic moment at the 16a position when the atomic number is 64 or higher, and for convenience below, the contribution of the atomic magnetic moment to the atomic magnetic moment at the 16a position is shown below. Now let us consider the relative magnitude of the atomic magnetic moment at the 16a position and the atomic magnetic moment at the 24d position.

単位格子あたりの磁化の向きはその中の168位置の原
子モーメントの和と24d位置の原子磁気モーメントの
和とを比較して大きい方と一致する。
The direction of magnetization per unit cell is determined by comparing the sum of the atomic moments at 168 positions and the sum of the atomic magnetic moments at 24d positions, and matches the larger one.

つまり、VBLの上端付近で磁化がH’S方向を向いて
いるということは24d位置の原子磁気モーメントがH
8向きに一致していることであり、層3で磁化がH8方
向を向いているということは16a位置の原子磁気モー
メントがHa向きに一致していることになる。このよう
に考えると、VBL8の上端と3との境界9では層2の
24d位置の原子磁気モーメントと層3の168位置の
原子磁気モーメントが同じ向きになる。これはフェリ磁
性ガーネットでは24d位置の原子磁気モーメントと1
68位置の原子磁気モーメントは互いに反平行に結合さ
れ安定化されるという性質に反している。したがって、
9の部分には交換エネルギーが貯えられる。
In other words, the magnetization near the top of VBL points in the H'S direction, which means that the atomic magnetic moment at the 24d position is H
The fact that the magnetization in layer 3 is oriented in the H8 direction means that the atomic magnetic moment at position 16a is aligned in the Ha direction. Considering this, at the boundary 9 between the upper end of VBL 8 and VBL 3, the atomic magnetic moment at position 24d of layer 2 and the atomic magnetic moment at position 168 of layer 3 are in the same direction. In ferrimagnetic garnet, this is the atomic magnetic moment at the 24d position and 1
This contradicts the property that the atomic magnetic moments at the 68th position are coupled antiparallel to each other and stabilized. therefore,
The exchange energy is stored in the part 9.

この交換エネルギーは3のフェリ磁性層の磁化向きをH
aに逆らって反転するか、または、VBL8の上端近傍
の磁化を反転するかどちらかであるがいずれにしてもそ
の際9の位置に注入されたブロッホポイントは簡単には
2の膜厚中心まで進めない。2の膜厚中心までブロッホ
ポイントが進むためには、3の膜厚を大きくして、2の
磁化が反転されるようにし、かつ、第7図に示すELの
膜厚依存において、11に示す曲線の膜厚上端における
E’Lが膜厚中心の値に比べて大きくなる必要がある。
This exchange energy changes the magnetization direction of the ferrimagnetic layer 3 to H
Either the magnetization can be reversed against a, or the magnetization near the top of VBL8 can be reversed, but in either case, the Bloch point implanted at position 9 can easily reach the center of the film thickness of 2. I can't proceed. In order for the Bloch point to advance to the center of the film thickness of 2, the film thickness of 3 must be increased so that the magnetization of 2 is reversed. E'L at the upper end of the film thickness of the curve needs to be larger than the value at the center of the film thickness.

膜厚上端におけるELが膜厚中心のELと等しくなった
ところがブロッホポイントを2の膜厚中心まで逆向きに
結合していて、フェリ磁性体ガーネット特有の安定結合
の性質を満足する配置をしている。
The point where the EL at the upper end of the film thickness is equal to the EL at the center of the film thickness connects the Bloch point in the opposite direction to the center of the film thickness of 2, and the arrangement satisfies the stable bonding properties unique to ferrimagnetic garnet. There is.

したがって、10の部分には交換工不ルキーが貯えられ
ない。むしろ、2の磁区構造を反映したVBL8’上端
部におけるH8は層3の16a位置の磁化を)Isと同
じ向きに向けるため、2のVBLの上端部近傍の磁化向
きは)isと逆向きに安定化されることになる。このた
め、3の膜がない場合、容易にHa力方向反転され、ブ
ロッホポイント注入が容易であった10の点でのブロッ
ホポイント注入が抑えられるようになった。
Therefore, no replacement key is stored in the 10th part. Rather, since H8 at the upper end of VBL8' reflecting the magnetic domain structure of 2 directs the magnetization at the 16a position of layer 3 in the same direction as )Is, the magnetization direction near the upper end of VBL 2 is opposite to )is. It will be stabilized. Therefore, in the absence of the film No. 3, the direction of the Ha force was easily reversed, and Bloch point injection at point No. 10, where Bloch point injection was easy, was suppressed.

第2図は本発明のもう一つの例で、ストライプドメイン
保持層2の下面と基板との間にも上面と同様に2の自発
磁化の向きに対する各構成原子からの寄与の仕方に比べ
て寄与の仕方が逆転しているフェリ磁性体膜を直接2と
接触するようにつけている。こうすることによって、ス
トライプドメイン保持層の上、上鉤表面層からのブロッ
ホポイント注入が抑制される。
FIG. 2 shows another example of the present invention, in which the relationship between the lower surface of the striped domain holding layer 2 and the substrate is similar to that of the upper surface, and the contribution from each constituent atom to the direction of spontaneous magnetization of 2 is greater than that of the upper surface. A ferrimagnetic film with reversed direction is attached so as to be in direct contact with 2. By doing so, Bloch point injection from the upper hook surface layer above the striped domain holding layer is suppressed.

第4図はその機構を説明している。VBL8の下端では
VBL8’の上端と同じ構造が実現し、VBL8’の下
端ではVBL8の上端と同じ構造が出現する。
FIG. 4 explains the mechanism. At the lower end of VBL8, the same structure as the upper end of VBL8' is realized, and at the lower end of VBL8', the same structure as the upper end of VBL8 appears.

このことから、ストライプドメイン保持層2の下端から
フロツボポイントが入りやすいブロッホライン8は層3
′によってブロッホポイントが10’から注入すること
が抑制される。他方、ストライプドメイン保持層2の上
端からブロッホポイントが入りやすいブロッホライン8
/は層3によってブロッホポイントが10から注入する
ことが抑制される。
From this, the Bloch line 8 where float points are likely to enter from the lower end of the striped domain holding layer 2 is the layer 3.
' suppresses Bloch point injection from 10'. On the other hand, Bloch line 8 where Bloch points tend to enter from the upper end of striped domain holding layer 2
/ is suppressed from being injected from Bloch point 10 by layer 3.

以下実施例を示す。Examples are shown below.

実施例1 411mバブル材料(YSmLuCa )s (FeG
e)。
Example 1 411m bubble material (YSmLuCa)s (FeG
e).

O1□をストライプドメイン保持層2の材料として、フ
ェリ磁性体層3の材料に高2材料と呼ばれるEuCa5
iGeYIGを用い、Gd5ca5o11 (,111
)基板上に(ysmI、uca)3(FeGe)!10
12を液相エピタキシャル成長した後、ELICaSI
GeYIGをその上に液相エピタキシャル成長した。こ
うすることにより、層2に存在するバブルドメインに書
込んだVBLはフェリ磁性体層3をつけていない膜に比
べα■ てVBLが消失するパルスバイアス磁界振幅か20係高
くなり、層3が層2の磁壁内のVBLの安定性を増加す
ることがわかった。
O1□ is used as the material for the striped domain holding layer 2, and EuCa5, which is called a high 2 material, is used as the material for the ferrimagnetic layer 3.
Using iGeYIG, Gd5ca5o11 (,111
) on the substrate (ysmI, uca)3(FeGe)! 10
After liquid phase epitaxial growth of 12, ELICaSI
GeYIG was liquid phase epitaxially grown thereon. By doing this, the VBL written in the bubble domain existing in layer 2 becomes α■ higher than the amplitude of the pulse bias magnetic field at which VBL disappears by 20 times compared to a film without ferrimagnetic layer 3, and layer 3 becomes It has been found to increase the stability of VBL within the domain wall of layer 2.

実施例2. 4pmバブル材料(YSmLu Ca ) s (F 
eGe )sO+2をストライプドメイン保持層2の材
料として、フェリ磁性体層3.3′の材料に高2材料と
呼ばれるEuCa5iGeYIGを用い、Gd3Ga、
0.2(111)基板上にます、Ellcas IGe
YIGを液相エピタキシャル成長し、その上に(YSm
+LuCa)s(FeGe)!10□2を液相エピタキ
シャル成長し、その上にふたたびEuCa5+GeYI
Gを液相エピタキシャル成長した。こうすることにより
、層2に存在するバブルドメインに書込んだVBLは3
,3Iをつけていない膜に比べてVBLが消失するパル
スバイアス磁界振幅が60%高くなり、層3の他に層3
が層2の磁壁内のVBLの安定性を増加することがわか
った。
Example 2. 4pm bubble material (YSmLuCa)s (F
eGe)sO+2 is used as the material of the striped domain holding layer 2, EuCa5iGeYIG called high 2 material is used as the material of the ferrimagnetic layer 3.3', Gd3Ga,
On 0.2 (111) board, Ellcas IGe
YIG was grown by liquid phase epitaxial growth, and (YSm
+LuCa)s(FeGe)! 10□2 was grown by liquid phase epitaxial growth, and then EuCa5+GeYI was grown again on top of it.
G was grown by liquid phase epitaxial growth. By doing this, the VBL written to the bubble domain existing in layer 2 is 3.
, 3I, the amplitude of the pulse bias magnetic field at which VBL disappears is 60% higher than that of the film without layer 3.
was found to increase the stability of VBL within the domain wall of layer 2.

実施例3゜ 1μmバブル材料(YSmLuCaBi )s (Fe
Ge)。
Example 3 1 μm bubble material (YSmLuCaBi)s (Fe
Ge).

01□をストライプドメイン保持層2の材料として、フ
ェリ磁性体層3,3′の材料に高2材料と呼ばれるEu
Ca5iGeY’IGを用い、Gd5G%012(11
1)基板上に、まずEuCa5iGeYIGを液相エピ
タキシャル成長し、その上に(YSmLuCaB’)3
(FeGe)!1012を液相エピタキシャル成長し、
その上にふたたびEuCa5iGeYIGを液相エピタ
キシャル成長した。こうすることにより、層2に存在す
るバブルドメインに書込んだVBLは3.31をつけて
いない膜に比べて、VBLが消失するパルスバイアス磁
界振幅が60%高くなり、層3,31が層2I理内の■
Lの安定性を増加することがわかった。
01□ was used as the material for the striped domain holding layer 2, and Eu, which is called a high 2 material, was used as the material for the ferrimagnetic layers 3 and 3'.
Using Ca5iGeY'IG, Gd5G%012(11
1) First, EuCa5iGeYIG is grown by liquid phase epitaxial growth on the substrate, and then (YSmLuCaB')3
(FeGe)! 1012 by liquid phase epitaxial growth,
On top of that, EuCa5iGeYIG was again grown by liquid phase epitaxial growth. By doing this, the amplitude of the pulse bias magnetic field at which the VBL disappears is 60% higher than that of the film without 3.31, and the VBL written in the bubble domain existing in layer 2 becomes 60% higher than the film without 3.31. 2I Reason■
It was found to increase the stability of L.

(発明の効果) 本発明により、従来問題となっていた、■BI#lSス
トライブドメイン磁壁に沿って転送中に消滅してしまう
不安定性を抑えることができるようになり、ブロッホラ
インメモリの信頼性が改善された。
(Effects of the Invention) The present invention makes it possible to suppress the instability that occurs during transfer along the BI#lS stripe domain domain wall, which has been a problem in the past, and makes it possible to reduce the reliability of Bloch line memory. improved.

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

第1図、第2図は本発明のストライプドメイン保持層の
構成例を示す図、第3図は本発明に使った基本原理説明
図、第4図はもう一つの基本原理説明図。第5図はスト
ライブドメイン両側の磁壁中心線上の磁化向きの膜厚方
向依存の説明図、第6図はバフルドメイン磁壁内のVB
L部の磁化回転の様子を示す図、第7図はVBL単位長
さあたりのエネルギー密度ELの膜厚方向依存を示す図
、第8図はストライプドメイン磁壁中に存在する各種V
BLの説明図。 図において、1:基板、2ニスドライブドメイン保持層
、3:フェリ磁性体層、4ニスドライブドメイン5.5
’ニスドライブドメイン磁壁、6・ストライブドメイン
内磁化、7゛ストライブドメインノ外の磁化。8.8’
:VBL、9.10:VBL上端とコート層との境界、
11.11’:VBLのエネルギー密度のストライプド
メイン保持層内膜厚依存を示す曲線12:ブロッホポイ
ントをもつVBLo13:ブロッホポイント。
1 and 2 are diagrams showing an example of the structure of the striped domain holding layer of the present invention, FIG. 3 is a diagram illustrating the basic principle used in the present invention, and FIG. 4 is a diagram illustrating another basic principle. Figure 5 is an explanatory diagram of the dependence of the magnetization direction on the domain wall center line on both sides of the stripe domain in the film thickness direction, and Figure 6 is an illustration of the VB in the domain wall of the baffle domain.
Figure 7 shows the magnetization rotation in the L section, Figure 7 shows the dependence of the energy density EL per VBL unit length in the film thickness direction, and Figure 8 shows the various types of V existing in the striped domain domain wall.
An explanatory diagram of BL. In the figure, 1: substrate, 2 varnish drive domain holding layer, 3: ferrimagnetic layer, 4 varnish drive domain 5.5
' Varnish drive domain domain wall, 6. Magnetization within the strive domain, 7. Magnetization outside the strive domain. 8.8'
:VBL, 9.10: Boundary between the upper end of VBL and the coating layer,
11.11': Curve showing the dependence of VBL energy density on the inner film thickness of the stripe domain retention layer 12: VBLo13 with Bloch point: Bloch point.

Claims (2)

【特許請求の範囲】[Claims] (1)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フェリ
磁性体膜に存在するストライプドメイン周辺のブロッホ
磁壁の中に作った相隣る垂直ブロッホライン対を記憶情
報単位として用いる磁気記憶素子において、前記フェリ
磁性体の少なくとも一方の表面に該フェリ磁性体の自発
磁化の向きに対する各構成原子からの寄与の仕方に比べ
て寄与の仕方が逆転しているフェリ磁性体膜を直接つけ
たことを特徴とする磁気記憶素子。
(1) Neighboring magnetic fields created in Bloch domain walls around striped domains existing in a ferrimagnetic film that includes an information reading means, an information writing means, and an information storage means, and whose easy magnetization direction is perpendicular to the film surface. In a magnetic memory element that uses a pair of perpendicular Bloch lines as a storage information unit, at least one surface of the ferrimagnetic material has a structure in which the contribution of each constituent atom to the direction of spontaneous magnetization of the ferrimagnetic material is different from that of each constituent atom. A magnetic memory element characterized by directly attaching a reversed ferrimagnetic film.
(2)前記ストライプドメインを保持するフェリ磁性体
膜の上、下両表面に、該フェリ磁性体の自発磁化の向き
に対する各構成原子からの寄与の仕方に比べて、寄与の
仕方が逆転しているフェリ磁性体膜を直接つけたことを
特徴とする特許請求の範囲第(1)項記載の磁気記憶素
子。
(2) On both the upper and lower surfaces of the ferrimagnetic film holding the striped domains, the contribution from each constituent atom to the direction of spontaneous magnetization of the ferrimagnetic material is reversed. A magnetic memory element according to claim 1, characterized in that a ferrimagnetic film is directly attached thereto.
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