JPS6337888A - Bloch line memory - Google Patents

Bloch line memory

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Publication number
JPS6337888A
JPS6337888A JP61177689A JP17768986A JPS6337888A JP S6337888 A JPS6337888 A JP S6337888A JP 61177689 A JP61177689 A JP 61177689A JP 17768986 A JP17768986 A JP 17768986A JP S6337888 A JPS6337888 A JP S6337888A
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JP
Japan
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magnetic
bloch line
bloch
domain wall
film
Prior art date
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Pending
Application number
JP61177689A
Other languages
Japanese (ja)
Inventor
Takeo Ono
武夫 小野
Hitoshi Oda
織田 仁
Masao Sugata
菅田 正夫
Akira Niimi
新見 晄
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Canon Inc
Original Assignee
Canon Inc
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Publication date
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Priority to US07/078,845 priority patent/US4974200A/en
Publication of JPS6337888A publication Critical patent/JPS6337888A/en
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Abstract

PURPOSE:To attain excellent Bloch line transfer with simple constitution by forming a plane form of a part of a ridge of a magnetic substance layer in a periodic rugged shape having directivity along a magnetic wall and crossing the magnetic wall. CONSTITUTION:A magnetic thin film 4 is formed on a substrate 2. A magnetic domain 6 having a stripe shape is formed in the film 4. A magnetic wall 8 is formed around the magnetic domain 6. A magnetic substance layer 12 is formed on a region corresponding nearly to the magnetic domain 6 on the surface of the film 4. The layer 12 has an axis for easy magnetization in the direction of (x) and is magnetized clockwise. Both edges relating to the direction (y) of the layer 12 form symmetrical sawtooh shapes and overlapped partially with the magnetic wall 8. Through the constitution above, when a pulse magnetic field is applied downward in the film broadwise direction of the film 4, paired Bloch lines are moved to the right at the part 8a and to the left at the part 8b. Through the constitution above, since the Bloch line is transferred surely to a specific direction by the application of a simple square pulse magnetic field, a simple electric circuit is enough for the purpose.

Description

【発明の詳細な説明】 [産業上の利用分野] 本発明はブロッホラインメモリに関する。ブロッホライ
ンメモリは極めて高い密度にて情報を記録テることがで
きるメモリとして各挿屯イ装石への応用が考えられる。
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION [Field of Industrial Application] The present invention relates to Bloch line memories. Bloch line memory is a memory that can record information at extremely high density and can be applied to various types of installed stones.

[従来の技術] 現在、コンピュータ用外部メモリ、電子ファイル用メモ
リ、静止画ファイル用メモリ等のメモリとしては、磁気
テープ、ウィンチエスタ−ディスク、フロッピーディス
ク、光ディスク、光磁気ディスク、磁気バブルメモリ等
の各種のメモリデバイスが使用されている。これらのメ
モリデバイスのうちで、磁気バブルメモリを除く他のメ
モリは情報の記録や再生の際に記録再生用ヘッドをメモ
リに対し相対的に移動させることが必要である。即ち、
この様なヘッドの相対的移動にともない、該ヘッドによ
り情報トラックに固定的に情報列を記録したり該情報ト
ラックに固定的に記録されている情報列を再生したりす
る。
[Prior Art] At present, memories such as external memory for computers, memory for electronic files, and memory for still image files include magnetic tape, Winchester disk, floppy disk, optical disk, magneto-optical disk, magnetic bubble memory, etc. Various types of memory devices are used. Among these memory devices, other than the magnetic bubble memory, it is necessary to move the recording/reproducing head relative to the memory when recording or reproducing information. That is,
With such relative movement of the head, the head records an information string fixedly on the information track or reproduces the information string fixedly recorded on the information track.

しかるに、近年、次第に記録密度の高度化が要求される
につれて、ヘッドを情報トラックに正確に追従させるた
めのトラッキング制御が複雑になり該制御が不十分なた
めに記録再生信号の品位が低下したり、ヘット移動機構
の振動やメモリ表面に付着したゴミ等のために記録再生
信号の品位が低下したり、更に磁気テープ等ヘー、ドと
接触しながら記録再生を行なうメモリの場合には摺動に
より摩耗が発生し、光デイスク等ヘッドと非接触にて記
録再生を行なうメモリの場合には合焦のためのフォーカ
シング制御が必要となり該制御が不十分なために記録再
生信号の品位が低下したりするという問題が生じている
However, in recent years, as there has been a demand for increasingly higher recording densities, tracking control to make the head accurately follow the information track has become more complex, and the quality of recorded and reproduced signals may deteriorate due to insufficient control. The quality of recorded and reproduced signals may deteriorate due to vibrations in the head moving mechanism and dust attached to the surface of the memory, and in the case of memories that are recorded and reproduced while coming into contact with heads such as magnetic tape, sliding When wear occurs, and in the case of a memory that performs recording and reproduction without contact with the head, such as an optical disk, focusing control is required for focusing, and because this control is insufficient, the quality of the recording and reproduction signal may deteriorate. There is a problem of doing so.

一方、磁気バブルメモリは、所定の位置にて情報の記録
を行ない該記録情報を転送することができ且つ情報を転
送しながら所定の位とにて情報を再生することができ記
録再生に際しヘッドとの相対的移動を必要とせず、この
ため記録密度の高度化に際しても上記の様な問題を生ず
ることがなく、高信頼性を実現することができると考え
られている。
On the other hand, magnetic bubble memory can record information at a predetermined position and transfer the recorded information, and can reproduce information at a predetermined position while transferring the information, and when recording and reproducing, the head and It is believed that the above-mentioned problems do not occur even when the recording density is increased, and that high reliability can be achieved.

しかしながら、磁気バブルメモリは磁性ガーネット膜等
の膜面に垂直な方向に磁化容易軸をもつ磁性薄膜に磁界
を印加することにより生ぜしめられる円形の磁区(バブ
ル)を情報ビットとして用いるため、現在のガーネッ)
IQの材料特性から制限される最小バブル(直径0.3
gm)を使用しても数十Mビット/CrrI′が記録密
度の限界であり、更なる高密度化は困難である。
However, magnetic bubble memory uses circular magnetic domains (bubbles), which are generated by applying a magnetic field to a magnetic thin film such as a magnetic garnet film, whose axis of easy magnetization is perpendicular to the film surface, as information bits. Garnet)
The minimum bubble (diameter 0.3
Even if the recording density is used, the limit of the recording density is several tens of Mbits/CrrI', and it is difficult to further increase the density.

そこで、最近、上記磁気バブルメモリの記録密度の限界
を越える記録密度をもつメモリとしてブロッホラインメ
モリが注目されている。このブロッホラインメモリは、
磁性薄膜に生ぜしめられる磁区の周囲に存在するブロッ
ホ磁壁構造に挟まれたネール5m壁構造(ブロッホライ
ン)の対を情報ビットとして用いるものであるため、上
記&a磁気バブルメモリ比べて2桁近い記録密度の高度
化が可能である。たとえば、バブル径0.5gmのガー
ネット膜を使用した場合、1.6Gビツト/ctn’の
記録密度を達成することが可能である[[日経エレクト
ロニクス41983年8月15日、P141 N167
  参照]。
Therefore, recently, Bloch line memory has been attracting attention as a memory having a recording density that exceeds the recording density limit of the above-mentioned magnetic bubble memory. This Bloch line memory is
Because it uses a pair of Neel 5m wall structures (Bloch lines) sandwiched between Bloch domain wall structures that exist around magnetic domains generated in a magnetic thin film as information bits, it has a recording capacity of nearly two orders of magnitude compared to the above &a magnetic bubble memory. It is possible to increase the density. For example, when using a garnet film with a bubble diameter of 0.5 gm, it is possible to achieve a recording density of 1.6 Gbit/ctn' [[Nikkei Electronics 4, August 15, 1983, P141 N167
reference].

第6図にブロッホラインメモリを構成する磁性体構造の
一例の模式的斜視図を示す。
FIG. 6 shows a schematic perspective view of an example of a magnetic structure constituting the Bloch line memory.

図において、2はGGG 、NdGG等の非磁性ガーネ
ットからなる基板であり、該基板上には磁性ガーネット
薄膜4が付与されている。該膜は、たとえば液相エピタ
キシャル成長法(LPE法)によりQlllすることが
でき、その厚さはたとえば5ALm程度である。6は磁
性ガーネット薄膜4中に形成されたストライプ状磁区で
あり、該磁区の内外の境界領域として磁壁8が形成され
ている。
In the figure, 2 is a substrate made of non-magnetic garnet such as GGG, NdGG, etc., and a magnetic garnet thin film 4 is provided on the substrate. The film can be formed by, for example, a liquid phase epitaxial growth method (LPE method), and its thickness is, for example, about 5 ALm. 6 is a striped magnetic domain formed in the magnetic garnet thin film 4, and a domain wall 8 is formed as an inner and outer boundary region of the magnetic domain.

該ストライプ状磁区6の幅はたとえば5μm程度であり
長さはたとえばlOOルm程度である。また、&a磁壁
の厚さはたとえば0.5gm程度である。矢印で示され
る様に、磁区6内においては磁化の向きは上向きであり
、一方磁区6外においては磁化の向きは下向きである。
The width of the striped magnetic domain 6 is, for example, about 5 μm, and the length is, for example, about 100 m. Further, the thickness of the &a domain wall is, for example, about 0.5 gm. As shown by the arrows, the direction of magnetization is upward within the magnetic domain 6, while the direction of magnetization is downward outside the magnetic domain 6.

磁壁8内における磁化の向きは内面(即ち磁区6側の面
)側から外面側へと次第にねじれた様に回転している。
The direction of magnetization within the domain wall 8 gradually rotates from the inner surface (that is, the surface facing the magnetic domain 6) to the outer surface in a twisted manner.

この回転の向きは磁壁6中に垂直方向に存在するブロッ
ホライン10を境界としてその両側では逆になる。第6
図においては+a磁壁の厚さ方向の中央部における磁化
の向きが矢印で示されており、ブロッホライン10にお
ける磁化の向きも同様に示されている。
The direction of this rotation is opposite on both sides of the Bloch line 10 that is perpendicular to the domain wall 6 as a boundary. 6th
In the figure, the direction of magnetization at the center in the thickness direction of the +a domain wall is indicated by an arrow, and the direction of magnetization at the Bloch line 10 is similarly indicated.

尚、以上の様な磁性体構造には外部から下向きのバイア
ス磁界HBが印加されている。
Note that a downward bias magnetic field HB is applied to the above-described magnetic structure from the outside.

図示される様に、ブロッホライン10には磁化の向きの
異なる2つの種類が存在し、これらのブロッホラインの
対の有無を情報“1”、“0”に対応させる。該ブロッ
ホライン対は磁壁8中において規則正しい位置即ちポテ
ンシャルウェルのうちのいづれかに存在する。また、ブ
ロッホライン対は基板面に垂直なパルス磁界を印加する
ことにより各々が隣りのポテンシャルウェルへと順次転
送される。かくして、ブロッホラインメモリへの情報の
記録(磁壁8へのブロー2ホライン対の書込み)及び該
ブロッホラインメモリに記録されている情報の再生(磁
壁8中のブロッホライン対の読出し)は、ブロッホライ
ン対を磁壁8内で転送しながらそれぞれ所定の位lで行
なうことができる。上記情報の記録及び再生はいづれも
それぞれ基板面に垂直な所定の強さのパルス磁界を所定
の部分に印加することで行なうことができ、第6図には
示されていないが、これら記録及び再生のためのパルス
磁界印加手段として磁性薄膜4の表面にストライプ状磁
区6に対しそれぞれ所定の位置関係にてパルス通電用の
導体パターンが形成される。
As illustrated, there are two types of Bloch lines 10 with different magnetization directions, and the presence or absence of a pair of these Bloch lines corresponds to information "1" and "0". The Bloch line pair exists at regular positions in the domain wall 8, that is, at any one of the potential wells. Further, each Bloch line pair is sequentially transferred to an adjacent potential well by applying a pulsed magnetic field perpendicular to the substrate surface. Thus, the recording of information to the Bloch line memory (writing of Bloch 2 Holt line pairs to the domain wall 8) and the reproduction of the information recorded in the Bloch line memory (reading of the Bloch line pair in the domain wall 8) are performed using the Bloch line memory. This can be carried out at a predetermined position l while transferring the pairs within the domain wall 8. The above information can be recorded and reproduced by applying a pulsed magnetic field of a predetermined strength perpendicular to the substrate surface to a predetermined portion.Although not shown in FIG. As a means for applying a pulsed magnetic field for reproduction, conductive patterns for pulsed current application are formed on the surface of the magnetic thin film 4 at predetermined positional relationships with respect to the striped magnetic domains 6, respectively.

[発明が解決しようとする問題点1 しかして、以上の様なブロッホラインメモリにおいて、
ブロッホライン対のためのポテンシャルウェルの形成は
、たとえば磁性薄膜の表面に該磁壁を横切る様に規則正
しいパターンを付与することにより行なわれる。
[Problem to be solved by the invention 1 However, in the Bloch line memory as described above,
The potential wells for the Bloch line pairs are formed, for example, by providing a regular pattern on the surface of the magnetic thin film so as to cross the domain wall.

第7図はこの様なパターンの一例を示すブロッホライン
メモリの部分平面図である。
FIG. 7 is a partial plan view of a Bloch line memory showing an example of such a pattern.

図において、磁性薄膜4の表面にはストライプ磁区6を
横切る方向に延びているライン状のパターン9が多数平
行に設けられている。該パターンはたとえばCr 、 
A I 、 A u 、 T i等の導体層からなり、
その幅はたとえば0.5Bm程度であり、配列ピー2千
はたとえばIgm程度である。該パターン状導体層の形
成に基づく歪により磁壁8内のポテンシャルウェルの配
列を規則正しく且つ周期的なものとすることができる。
In the figure, on the surface of the magnetic thin film 4, a large number of line-shaped patterns 9 extending in a direction across the striped magnetic domains 6 are provided in parallel. The pattern may be, for example, Cr,
Consists of conductor layers such as A I , A u , T i , etc.
Its width is, for example, about 0.5 Bm, and the array pea of 2,000 is, for example, about Igm. Due to the distortion caused by the formation of the patterned conductor layer, the potential wells within the domain wall 8 can be arranged regularly and periodically.

また、上記パターン9としては、上記導体層の他、たと
えば磁性体層や、更にHイオン、Heイオン、Neイオ
ン等のイオンを磁性薄膜4の表面近傍に上記パターン状
に打込んだものを用いることもできる。これらパターン
により形成される各ポテンシャルウェルはブロッホライ
ン転送方向に関して対称的である。
Further, as the pattern 9, in addition to the conductor layer, for example, a magnetic layer, or a material in which ions such as H ions, He ions, Ne ions, etc. are implanted in the pattern shape near the surface of the magnetic thin film 4 is used. You can also do that. Each potential well formed by these patterns is symmetrical with respect to the Bloch line transfer direction.

ところで、上記の様に、ブロッホラインの転送は、磁性
g膜4の膜面に対して垂直のパルス磁界を印加して、こ
れにより生ぜしめられる磁化の歳差運動を利用して隣接
ポテンシャルウェルへと移動させることにより行なわれ
る。ところが、上記の様な対称的ポテンシャルウェルの
場合にはパルス磁界として単純な方形パルス磁界を用い
たのでは特定の向きに安定に移動させることができない
、このため、第8図に示される様に、ブロッホライン転
送用のパルス磁界HPとして立上り時間に対し立下り時
間が十分に大きい形状のパルス磁界を用い、これにより
特定の向きへの非可逆的転送を確実に行なっていた。
By the way, as mentioned above, Bloch line transfer is achieved by applying a pulsed magnetic field perpendicular to the film surface of the magnetic G film 4, and using the precession of magnetization generated by this to transfer the voltage to the adjacent potential well. This is done by moving the However, in the case of a symmetrical potential well like the one described above, it is not possible to stably move it in a specific direction by using a simple rectangular pulsed magnetic field as the pulsed magnetic field. As the pulsed magnetic field HP for Bloch line transfer, a pulsed magnetic field having a shape in which the fall time is sufficiently larger than the rise time is used, thereby ensuring irreversible transfer in a specific direction.

このため、方形パルス磁界発生の場合に比べてパルス磁
界発生のための電気回路が複雑になり、更に立下り時間
が長いので転送速度を向上させることが困難であり更に
消費電力が大きくなるという問題点があった。
For this reason, the electrical circuit for generating a pulsed magnetic field is more complicated than in the case of generating a rectangular pulsed magnetic field, and since the fall time is long, it is difficult to improve the transfer speed, and the power consumption also increases. There was a point.

そこで、本発明は、以上の様な貨来のブロッホラインメ
モリの問題点を解決し、簡単な構成で安定、高速且つ良
好なブロッホライン転送を実現し得るブロッホラインメ
モリを提供することを目的とする。
SUMMARY OF THE INVENTION Therefore, an object of the present invention is to solve the problems of the conventional Bloch line memory as described above, and to provide a Bloch line memory that can realize stable, high-speed, and good Bloch line transfer with a simple configuration. do.

[問題点を解決するための手段] 本発明によれば、以上の如き目的を達成するものとして
、磁性薄膜中の磁区の周囲に形成された磁壁内における
ブロー2ホラインを用いて情報の記録を行なうブロッホ
ラインメモリにおいて、Ia性性膜膜上部分的に磁性体
層が形成されており、該磁性体層の端縁部の少なくとも
一部の平面形状が磁壁を横切り1つ磁壁に沿って方向性
をもつ周期的な凹凸形状をなしていることを特徴とする
、ブロッホラインメモリが提供される。
[Means for Solving the Problems] According to the present invention, in order to achieve the above-mentioned objects, information is recorded using blow two holes in domain walls formed around magnetic domains in a magnetic thin film. In the Bloch line memory to be carried out, a magnetic layer is partially formed on the Ia-based film, and the planar shape of at least a part of the edge of the magnetic layer crosses the domain wall and extends in one direction along the domain wall. A Bloch line memory is provided which is characterized in that it has a periodic uneven shape with a certain characteristic.

[実施例] 以下、図面を参照しながら本発明の具体的実施例を説明
する。
[Example] Hereinafter, specific examples of the present invention will be described with reference to the drawings.

第1図(a)は本発明によるブロッホラインメモリの部
分平面図であり、第1図(b)はそのB−B断面図であ
る。
FIG. 1(a) is a partial plan view of a Bloch line memory according to the present invention, and FIG. 1(b) is a sectional view thereof taken along line B--B.

第1図において、2は非磁性ガーネット基板であり、4
は磁性ガーネット薄膜である。該磁性ガーネット薄膜中
にはストライプ状の平面形状を有する磁区6が形成され
ている。8は該ストライプ磁区6の周囲の磁壁である。
In FIG. 1, 2 is a non-magnetic garnet substrate, and 4 is a non-magnetic garnet substrate.
is a magnetic garnet thin film. Magnetic domains 6 having a striped planar shape are formed in the magnetic garnet thin film. 8 is a domain wall around the striped magnetic domain 6.

ストライプ磁区6内における磁化の向きは上向きであり
、該磁区外の磁性薄膜4の部分における磁化の向きは下
向きである。また、外部からは下向きのバイアス磁界が
印加されている。
The direction of magnetization within the striped magnetic domain 6 is upward, and the direction of magnetization in the portion of the magnetic thin film 4 outside the magnetic domain is downward. Further, a downward bias magnetic field is applied from the outside.

磁性l膜4の表面にはほぼストライプ磁区6に対応する
領域に強磁性体層12が形成されている。該強磁性体層
はたとえばCoPt等の薄層からなり、その厚さはたと
えば0 、1 uLm程度である。該強磁性体層12は
X方向に磁化容易軸を有し、右向きに磁化されている。
A ferromagnetic layer 12 is formed on the surface of the magnetic l film 4 in a region substantially corresponding to the striped magnetic domains 6. The ferromagnetic layer is made of, for example, a thin layer of CoPt or the like, and its thickness is, for example, about 0.1 μLm. The ferromagnetic layer 12 has an axis of easy magnetization in the X direction and is magnetized to the right.

第1図(a)に示される様に、該強磁性体層12のX方
向に関する両端縁部は互いに対称的な鋸歯形状をなして
おり、磁壁8と部分的に重なりあっている。尚、該強磁
性体層12の端縁部の鋸歯形状の各歯の配列ピッチはた
とえば4pm程度である。この様な平面形状をもつ強磁
性体層12は、たとえばイオンミリングにより形成する
ことができる。
As shown in FIG. 1(a), both end edges of the ferromagnetic layer 12 in the X direction have a symmetrical sawtooth shape and partially overlap the domain wall 8. The arrangement pitch of the sawtooth-shaped teeth at the edge of the ferromagnetic layer 12 is, for example, about 4 pm. The ferromagnetic layer 12 having such a planar shape can be formed by, for example, ion milling.

第2図(a)、(b)は磁壁内におけるブロッホライン
対を示す概略平面図である。
FIGS. 2(a) and 2(b) are schematic plan views showing pairs of Bloch lines within a domain wall.

第2図(a)は上記第1図(a)に示される一方の磁壁
部分8aにおけるブロー、ホライン対を示し、第2図(
b)は他方の磁壁部分8bにおけるブロッホライン対を
示す、第2図(a)に示される様に、磁壁部分8a内の
磁壁磁化はブロッホライン対以外の部分では右方を向い
ており且つブロッホライン対の部分では2つのブロッホ
ラインlOの間の部分が逆に左方を向いている。第2図
(b)に示される様に、磁壁部分8b内の磁壁磁化はブ
ロッホライン対以外の部分では左方を向いており且つブ
ロッホライン対の部分では2つのブロッホライン10の
間の部分が逆に右方を向いている。
FIG. 2(a) shows the blow and hole pair in one domain wall portion 8a shown in FIG. 1(a) above, and FIG.
b) shows the Bloch line pair in the other domain wall portion 8b. As shown in FIG. In the part of the line pair, the part between the two Bloch lines 1O faces to the left. As shown in FIG. 2(b), the domain wall magnetization in the domain wall portion 8b is directed to the left in the portion other than the Bloch line pair, and in the Bloch line pair portion, the portion between the two Bloch lines 10 is oriented to the left. On the contrary, it is facing to the right.

第3図及び第4図は本実施例における磁壁内の磁気的性
質を説明するための図である。
FIGS. 3 and 4 are diagrams for explaining the magnetic properties within the domain wall in this example.

第3図の(&)は上記第1図(a)における磁壁部分8
aに沿った部分平面形状を示しており、第3図の(b)
は該第3図(k)に対応する磁壁内位置での該磁壁方向
に沿って右向きを正として示した面内磁界成分を示すグ
ラフであり、第3図の(C)はブロー2ホライン対移動
のために要する力の分布を示すグラフである。
(&) in Figure 3 is the domain wall portion 8 in Figure 1 (a) above.
It shows the partial plane shape along the direction a, and (b) in Fig. 3 shows the partial plane shape along the direction a.
is a graph showing the in-plane magnetic field component along the direction of the domain wall with the rightward direction being positive at the position within the domain wall corresponding to FIG. 3(k), and (C) of FIG. It is a graph showing the distribution of force required for movement.

第3図(b)に示される様に、強磁性体層12がX方向
に磁化されており且つ該強磁性体層の端縁部平面形状が
磁壁部分8a上において方向性を有する鋸歯形状である
ことに基づき生ずるX方向の面内磁界成分H2は該強磁
性体層12の端縁部の凹凸形状に対応する周期性をもつ
鋸歯状の分布を有する。L2第2図(a)に示される様
に、磁1V部分8aにおいてはブロッホライン対の2つ
のブロッホライン10の間の磁壁磁化の向きは左向きで
あるので、H9の負の部分(第3図(b)において18
で示されている)において該ブロッホライン対が安定に
位置し、ここがポテンシャルウェルとなる。
As shown in FIG. 3(b), the ferromagnetic layer 12 is magnetized in the X direction, and the planar shape of the edge of the ferromagnetic layer is a directional sawtooth shape on the domain wall portion 8a. The in-plane magnetic field component H2 in the X direction generated based on this has a sawtooth distribution with periodicity corresponding to the uneven shape of the edge portion of the ferromagnetic layer 12. L2 As shown in FIG. 2(a), in the magnetic 1V portion 8a, the direction of domain wall magnetization between the two Bloch lines 10 of the Bloch line pair is leftward, so the negative portion of H9 (FIG. 3) In (b) 18
The Bloch line pair is stably located at the point (indicated by ), which becomes a potential well.

本実施例において、磁性薄膜4の膜厚方向に下向きにパ
ルス磁界を印加するとジャイロ効果により磁壁部分8a
での磁壁内磁化が第2図(a)で時計回りに回転し、こ
れによりブロッホライン対は磁壁部分8aに沿って右向
きに移動せしめられる(尚、この際に磁壁部分8aも全
体的にX方向に下向きに移動せしめられる)、このジャ
イロ効果によるブロッホライン対移動の駆動力の大きさ
は (4π/γ) M V wal l である。ここで、γはジャイロ定数であり、Mは磁壁8
の飽和磁化の大きさであり、vwa1□は磁壁移動速度
である。ブロッホラインが存在している部分では磁壁移
動速度は vwall;αγn11He であり、従って上記駆動力の大きさは 4πfiMa*He となる、ここで、Aは磁壁内パラメータであり、αはギ
ルバートのダンピング定数であり、Heは磁壁に働くz
方向の有効磁界(パルス磁界Hp及び磁壁移動による反
磁界の変化分を含む)である、 ″ 一方、上記面内磁界成分H2が存在することに基づき、
上記ジャイロ効果による磁壁内磁化の回転が抑制される
。この抑制力の大きさは2πAMeH文 である。
In this embodiment, when a pulsed magnetic field is applied downward in the thickness direction of the magnetic thin film 4, the domain wall portion 8a is caused by the gyroscopic effect.
The magnetization within the domain wall rotates clockwise in FIG. The magnitude of the driving force for the Bloch line pair movement due to this gyroscopic effect is (4π/γ) M V wal l . Here, γ is the gyro constant and M is the domain wall 8
is the magnitude of saturation magnetization, and vwa1□ is the domain wall movement speed. In the part where the Bloch line exists, the domain wall movement speed is vwall;αγn11He, so the magnitude of the above driving force is 4πfiMa*He, where A is the parameter within the domain wall, and α is Gilbert's damping constant. , He acts on the domain wall z
is the effective magnetic field in the direction (including the pulsed magnetic field Hp and the change in the demagnetizing field due to domain wall movement).'' On the other hand, based on the presence of the above-mentioned in-plane magnetic field component H2,
Rotation of magnetization within the domain wall due to the above-mentioned gyro effect is suppressed. The magnitude of this suppressing force is 2πAMeH sentence.

従って、磁壁部分8aにおいてブロッホラインを右向き
に移動させる駆動力Fdは Fd=4πf1Mct*HHe−2trn*H。
Therefore, the driving force Fd that moves the Bloch line to the right in the domain wall portion 8a is Fd=4πf1Mct*HHe-2trn*H.

= 2 πX M a (2He  Hx / Q )
となる、αはlよりも小さいためHxはブロッホライン
移動の制御に極めて有効である。即ち、Hxが正の位置
では該面内磁界成分がない場合に比へてブロッホライン
対移動のために余分な力を要する。この力をF′とする
と、該F′は第3図(C)に示される様な分布となる。
= 2 πX Ma (2He Hx / Q)
Since α is smaller than l, Hx is extremely effective in controlling Bloch line movement. That is, at a position where Hx is positive, extra force is required to move the Bloch line pair compared to when there is no in-plane magnetic field component. Assuming that this force is F', F' has a distribution as shown in FIG. 3(C).

この図においては右向きの力を正としており、ブロー2
ホライン対を右向きに移動させるためには実線で示され
る様な駆動力が必要であり、ブロッホライン対を左向き
に移動させるためには右向きの場合と逆極性の点線で示
される様な駆動力が必要である。
In this figure, the rightward force is considered positive, and the blow 2
To move the Bloch line pair to the right, a driving force as shown by the solid line is required, and to move the Bloch line pair to the left, a driving force of the opposite polarity as shown by the dotted line is required. is necessary.

第4図の(a)は上記第1図(a)における磁壁部分8
bに沿った部分平面形状を示しており、第4図の(b)
は該第4図(a)に対応する磁壁内位置での該磁壁方向
に沿って右向さを正として示した面内磁界成分を示すグ
ラフであり、第4図の(C)はブロッホライン対移動の
ために要する力の分布を示すグラフである。これらは上
記第3図(&)〜(C)と同様の図である。
FIG. 4(a) is the domain wall portion 8 in FIG. 1(a) above.
It shows the partial plane shape along b, and (b) in Fig. 4
is a graph showing the in-plane magnetic field component along the direction of the domain wall at the position within the domain wall corresponding to FIG. 4(a), with the rightward direction being positive; FIG. It is a graph showing the distribution of force required for anti-movement. These are the same figures as FIGS. 3(&) to (C) above.

上記第2図(b)に示される様に、磁壁部分8bにおい
てはブロッホライン対の2つのブロッホライン10の間
の磁壁磁化の向きは右向きであるので、H,の正の部分
(第4図(b)において20で示されている)において
該ブロッホライン対が安定に位置し、ここがポテンシャ
ルウェルとなる。
As shown in FIG. 2(b) above, in the domain wall portion 8b, the direction of domain wall magnetization between the two Bloch lines 10 of the Bloch line pair is rightward, so the positive portion of H (see FIG. The Bloch line pair is stably located at a point (indicated by 20 in (b)), which becomes a potential well.

磁性薄M4の膜厚方向に下向きにパルス磁界を印加する
と、上記第3図に関し説明したと同様にして、磁壁部分
8bでの磁壁内磁化が第2図(b)で時計回りに回転し
、これによりブロッホライン対は磁壁部分8bに沿って
左向きに移動せしめられる(尚、この際に磁壁部分8b
も全体的にy方向に上向きに移動せしめられる)。
When a pulsed magnetic field is applied downward in the thickness direction of the magnetic thin M4, the magnetization within the domain wall in the domain wall portion 8b rotates clockwise in FIG. 2(b) in the same manner as explained with reference to FIG. As a result, the Bloch line pair is moved to the left along the domain wall portion 8b (in addition, at this time, the Bloch line pair is moved leftward along the domain wall portion 8b).
is also generally moved upward in the y direction).

磁壁部分8bにおいては、Hxが負の位置では該面内磁
界成分がない場合に比へてブロッホライン対移動のため
に余分な力を要する。この力をF′とすると、dF’は
第4図(C)に示される様な分布となる。この図におい
ては左向きの力を正としており、ブロッホライン対を左
向きに移動させるためにはX線で示される様な駆動力が
必要であり、ブロッホライン対を右向きに移動させるた
めには左向きの場合と逆極性の点線で示される様な駆動
力が必要である。
In the domain wall portion 8b, at a position where Hx is negative, extra force is required to move the Bloch line pair compared to when there is no in-plane magnetic field component. If this force is F', then dF' has a distribution as shown in FIG. 4(C). In this figure, the leftward force is positive, and in order to move the Bloch line pair leftward, a driving force as shown in the X-ray is required, and in order to move the Bloch line pair rightward, a leftward force is required. A driving force as shown by the dotted line with the opposite polarity is required.

第5図は上記パルス磁界とその印加に伴い発生するブロ
ッホライン対移動の駆動力とを示す図である。
FIG. 5 is a diagram showing the above-mentioned pulsed magnetic field and the driving force for moving the Bloch line pair generated with the application of the pulsed magnetic field.

第5図(a)はパルス磁界HPの波形図を示すものであ
り、該磁界はケ上り時間と立下り時間とが等しいほぼ方
形のパルス磁界(たとえば、ケ上り時間t  =50n
sec、ピーク時間t  =1r          
                      Po 
0 n s e c 、 s’1丁り時間t f=50
nsec)である、このパルス磁界の印加により時間と
ともにHeが変化することにノ、(づき、立1;り時に
おいてI[の力(第51.4(b)において22で小さ
れている)が発生し、立下り時において負の力(第5図
(b)において24で示されている)が発生する。駆動
力22は、磁壁部分8aではブロッホライン対を右向き
に駆動し、磁壁部分8bではブロッホライン対を左向き
に駆動する。一方、駆動力24は、磁壁部分8aではブ
ロッホライン対を左向きに駆動し、磁壁部分8bではブ
ロッホライン対を右向きに駆動する。
FIG. 5(a) shows a waveform diagram of the pulsed magnetic field HP, which is a substantially rectangular pulsed magnetic field whose rise time and fall time are equal (for example, rise time t = 50n).
sec, peak time t = 1r
Po
0 n s e c , s'1 time t f = 50
The fact that He changes with time due to the application of this pulsed magnetic field, which is 1; is generated, and a negative force (indicated by 24 in FIG. 5(b)) is generated at the time of falling.The driving force 22 drives the Bloch line pair rightward in the domain wall portion 8a, and 8b drives the Bloch line pair leftward.On the other hand, the driving force 24 drives the Bloch line pair leftward in the domain wall portion 8a, and drives the Bloch line pair rightward in the domain wall portion 8b.

そこで、該駆動力22として第3図(C)及び第4図(
C)に実線で示される力よりも大きなピーク値を有する
駆動力が発生する様に上記パルス磁界の波形を定めるこ
とにより、該パルス磁界の立上りとともに磁壁部分8a
ではブロッホライン対が右向きにポテンシャルの壁をの
りこえて隣接ポテンシャルウェルへと移動し且つ磁壁部
分8bではブロッホライン対が左向きにポテンシャルの
壁をのりこえて隣接ポテンシャルウェルへと移動する。
Therefore, as the driving force 22, FIG. 3(C) and FIG. 4(
By determining the waveform of the pulsed magnetic field so that a driving force having a larger peak value than the force shown by the solid line in C) is generated, the magnetic domain wall portion 8a increases as the pulsed magnetic field rises.
Then, the Bloch line pair moves to the right over the potential wall to the adjacent potential well, and at the domain wall portion 8b, the Bloch line pair moves to the left over the potential wall to the adjacent potential well.

そして、該パルス磁界の立下りとともに駆動力24によ
り8i壁部分8aではブロッホライン対は左向きの力を
受け11−) fii壁部分8bではブロッホライン対
は右向きの力を受けるが、この場合は移動しようとする
向きのポテンシャルの壁は長い距離にわたって存在する
ために、ブロッホライン対が該ポテンシャルの壁をのり
こえないうちに駆動力24が消滅してしまい、結局ブロ
ッホライン対は隣接するもとのポテンシャルウェルへは
移動できない、かくして、結果としてブロッホライン対
がポテンシャルウェル1つ分だけ右回りに移動したこと
になる。
Then, as the pulse magnetic field falls, the Bloch line pair receives a leftward force in the 8i wall portion 8a due to the driving force 24 (11-)), and the Bloch line pair receives a rightward force in the fii wall portion 8b, but in this case, it moves. Since the potential wall in the desired direction exists over a long distance, the driving force 24 disappears before the Bloch line pair crosses the potential wall, and eventually the Bloch line pair returns to the adjacent original potential. It cannot move into the well, thus resulting in the Bloch line pair being moved clockwise by one potential well.

上記実施例においては、磁性薄膜の表面に形成された磁
性体層の端縁部の周期的凹凸形状が鋸歯形状である場合
が示されているが、本発明においては該凹凸形状は方向
性をもつものであれば、その他の適宜の形状でもよい。
In the above embodiment, the periodic uneven shape of the edge of the magnetic layer formed on the surface of the magnetic thin film has a sawtooth shape, but in the present invention, the uneven shape has a directionality. Any other suitable shape may be used as long as it has a shape.

更に1本発明においては、磁性体層をストライプ磁区以
外の領域に対応する様に形成することもi+Tf七であ
る。
Furthermore, in one aspect of the present invention, the magnetic layer may be formed so as to correspond to a region other than the stripe magnetic domain (i+Tf7).

[発明の効果1 以上の様な本発明によれば、Qi純な方形パルス磁界の
印加により特定の向きに確実にブロッホラインを転送す
ることができるので、電気回路が簡単でよく、更に立下
り時間が短いので転送速度を向上させてアクセスタイム
を短縮することができ、更に消費電力が小さくなり、か
くして簡単な構成で安定、高速且つ良好に動作するブロ
ッホラインメモリを実現することができる。
[Effect of the invention 1] According to the present invention as described above, the Bloch line can be reliably transferred in a specific direction by applying a Qi pure rectangular pulse magnetic field. Since the time is short, the transfer speed can be improved and the access time can be shortened, and the power consumption can also be reduced, thus making it possible to realize a Bloch line memory that is stable, high-speed, and operates well with a simple configuration.

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

第1図(a)は本発明ブロッホラインメモリの部分平面
図であり、第1図(b)はそのB−B断面図である。 第2図(a)、(b)は磁壁内におけるブロッホライン
対を示す概略平面図である。 第3図及び第4図は磁壁内の磁気的性質を説明するため
の図である。 第5図はパルス磁界とその印加に伴い発生するブロッホ
ライン対移動の駆動力とを示す図である。 第6図はブロッホラインメモリを構成する磁性体構造の
模式的斜視図である。 第7図はブロッホラインメモリの部分平面図である。 第8図はパルス磁界の波形を示す図である。 2:ノ^板、    4:磁性薄膜、 6:磁区、    8:磁壁、 lO:ブロッホライン、 12二強磁性体層。 代理人  弁理士  山 下 穣 平 第3図 第4図 1?
FIG. 1(a) is a partial plan view of the Bloch line memory of the present invention, and FIG. 1(b) is a sectional view thereof taken along line B--B. FIGS. 2(a) and 2(b) are schematic plan views showing pairs of Bloch lines within a domain wall. FIGS. 3 and 4 are diagrams for explaining magnetic properties within a domain wall. FIG. 5 is a diagram showing a pulsed magnetic field and a driving force for moving a pair of Bloch lines generated due to the application of the pulsed magnetic field. FIG. 6 is a schematic perspective view of the magnetic structure constituting the Bloch line memory. FIG. 7 is a partial plan view of the Bloch line memory. FIG. 8 is a diagram showing the waveform of the pulsed magnetic field. 2: plate, 4: magnetic thin film, 6: magnetic domain, 8: domain wall, lO: Bloch line, 12 two ferromagnetic layers. Agent Patent Attorney Jo Taira Yamashita Figure 3 Figure 4 1?

Claims (2)

【特許請求の範囲】[Claims] (1)磁性薄膜中の磁区の周囲に形成された磁壁内にお
けるブロッホラインを用いて情報の記録を行なうブロッ
ホラインメモリにおいて、磁性薄膜上に部分的に磁性体
層が形成されており、該磁性体層の端縁部の少なくとも
一部の平面形状が磁壁を横切り且つ磁壁に沿って方向性
をもつ周期的な凹凸形状をなしていることを特徴とする
、ブロッホラインメモリ。
(1) In a Bloch line memory that records information using Bloch lines within a domain wall formed around a magnetic domain in a magnetic thin film, a magnetic layer is partially formed on the magnetic thin film, and the magnetic A Bloch line memory characterized in that the planar shape of at least a part of the edge of the body layer has a periodic uneven shape that crosses the domain wall and has directionality along the domain wall.
(2)磁性薄膜が磁性ガーネット薄膜である、特許請求
の範囲第1項のブロッホラインメモリ。
(2) The Bloch line memory according to claim 1, wherein the magnetic thin film is a magnetic garnet thin film.
JP61177689A 1986-07-30 1986-07-30 Bloch line memory Pending JPS6337888A (en)

Priority Applications (2)

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US07/078,845 US4974200A (en) 1986-07-30 1987-07-28 Method of transferring Bloch lines in the domain wall of a magnetic domain, and a magnetic memory using the method

Applications Claiming Priority (1)

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