JPS6344395A - ブロツホラインメモリ - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 ［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することがで
きるメモリとして各種電子装置への応用が考えられる。

［従来の技術］ 現在、コンピュータ用外部メモリ、゛１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へ一７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。

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、ヘッド移動機構
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ッドと接
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。

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置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。

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、現在のガーネット
膜の材料特性から制限される最小バブル（直径０．３ｐ
ｍ）を使用しても数十Ｍピッｈ　／　ｃ　ｒｒｒ’が記
録密度の限界であり、更なる高密度化は困難である。

そこで、最近、上記磁気バブルメモリの記Ｒ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磁壁構造（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
磁気バブルメモリに比べて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０．５μｍのガーネッ
ＮＩＱを使用した場合、１．６Ｇビツト／ＣＩＴｒ′の
記録密度を達成することが可箋である［［日経エレクト
ロニクスＪ　１９８３年８月１５目、ＰＬ４１〜１６７
　参照］。

第３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。

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
ＩＰ！ｉ４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）により成膜することが
でき、その厚さはたとえば５Ｂｍ程度である。６は磁性
ガーネット薄１１！２４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。

該ストライブ状磁区６の幅はたとえばｓＡＬｍ程度であ
り長さはたとえば１１００ＪＬ程度である。また、磁壁
８の厚さはたとえば０．５俸ｍ程度である。矢印で示さ
れる様に、８ｉ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。

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。

この回転の向きは磁壁８中に垂直方向に存在するブロッ
ホラインｌＯを境界としてその両側では逆になる。第３
図においてはｆｉｉ壁８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。

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。

図示される様に、プロー２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“ｌ”、′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ｌ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へのブロッホライン対の９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中のプロ７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置で行
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３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。

［発明が解決しようとする問題点］ しかして、従来、以上の様なブロッホラインメモリにお
いては、情報の消去即ち磁壁からのブロッホライン対の
除去は次の様にして行なわれていた。

第４図（ａ）　　、　　（ｂ、）は従来のブロー２ホラ
インメモリにおける情報消去動作を説明するための模式
的平面図である。

第４図において、４は磁性薄膜であり、６はストライプ
磁区であり、８は磁壁である。ｆａ区区内内おいては磁
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。ストライプ磁区６の先端部上に
は該磁区を横切る方向に平行に延びている２本のライン
状の導体パターン１２ａ、１２ｂが設けられている。該
パターンはストライプ磁区先端部切断用のものである。

磁壁８中にはブロッホライン１０ａ、１０ｂ。

１０ｃ、ｌｏｄが存在している。ブロッホライン１０ａ
とｔａｂとが対をなし且つブロッホライン１０ｃと１０
ｄとが対をなしている。ここで、ブロッホライン対１０
ａ、ｆｏｂを除去する場合には、該ブロッホライン対と
それに隣接するブロッホライン対の一方のブロッホライ
ン１０ｃとをストライプ磁区６の先端部に移動させる［
第４図（ａ）］　、次に、導体ライン１２ａ、１２ｂに
逆向きのパルス電流を流すことにより、ストライプ磁区
６の該導体ライン１２ａ、１２ｂ間に対応する部分に該
磁区内の磁化の向きと逆向きの磁界を印加して該磁区先
端部の切断を行ない磁気バブル１４を生ぜしめる［第４
図（ｂ）］　。

これにより、ブロッホライン１０ａ、１０ｂ。

１０ｃはいづれも磁気バブル１４とともにストライプ磁
区６から切離され、同時に該磁区及び磁気バブル１４の
切断部分には新たにブロッホライン１０ｅ、１０ｆが生
ずる。このストライプ磁区６に新たに生ずるブロッホラ
イン１０ｅは上記ブロッホライン１０ｃと同一であり、
該ブロッホライン１０ｅとブロッホライン１０ｄとがブ
ロッホライン対を構成する。かくして、Ｆａ磁壁から１
つのブロッホライン対１０ａ、１０ｂが除去されたこと
になる。この様な動作を繰返し行なうことによって所望
のブロッホライン対を除去することができる。

ところで、以上の様な従来のブｒ：１−／ホラインメモ
リにおいては、リセットやイニシャライズの際に全情報
を消去する場合には上記の様に情報をｌ単位づつ順次消
去せねばならず、消去動作に時間がかかるという難点が
あった。更に、消去動作を制御するための周辺回路も複
雑になるという難点があった。

そこで１本発明は、以上の様な従来のブロッホラインメ
モリの情報消去における問題点を解決し、簡単な構成で
高速且つ良好に情報を消去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。

［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ｌｊｌ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、磁区及び磁壁の少なくとも一部
分を加熱する手段を有し、且つ磁性薄膜の膜面に沿う方
向に磁界を印加するための手段を有することを特徴とす
る。ブロッホラインメモリが提供される。

［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。

第１図（ａ）は本発明によるブロッホラインメモリの一
部切欠斜視図であり、第１ＩＡ（ｂ）はそのＢ−Ｂ断面
図である。

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）　？ｔｌ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。

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ｒ向きのバイアス磁界Ｈ
Ｂが印加されている。

磁性薄膜４の表面にはストライプ磁区６及び磁壁８に対
応する領域に該磁区及び磁壁を覆う様に発熱抵抗体層２
０が形成されている。該発熱抵抗体層はたとえばＨｆＢ
２からなり、その厚さはたとえば０．１５体ｍ程度であ
る。該発熱抵抗体層の両端部には該抵抗体層に通電する
ための１対のリード線２２ａ、２２ｂが付設されている
。該リード線間には不図示の電源が接続されている。

尚、図示はしないが、本実施例においては、磁性薄膜４
の膜面に平行な方向に磁界を印加するための手段が備え
られている。

第２図（Ｌ）及び第２図（ｂ）は本実施例における情報
消去動作を説明するための模式的平面図である。

第２図において、４は磁性薄膜であり、６はストライプ
磁区であり、８は磁壁であり、１０は該磁壁内のブロッ
ホラインである。第２図（ａ）は情報の存在する状態（
即ち、磁壁８中にブロッホライン対が存在する状７ｇ）
を示すものである。

不図示の電源によりリード線２２ａ、２２ｂを通じて発
熱抵抗体層２０に電流を流すと、該発熱抵抗体層がジュ
ール熱を発生する。この熱はストライプ磁区６、磁壁８
及びその周囲の磁性ｐｉ膜４にも及びこの加熱部分の温
度は上昇する。該加熱部分の温度がキュリ一点近傍に到
達すると次第に磁化の向きがランダムとなり常磁性状態
に近づ〈、シかる後に、発熱抵抗体層２０への電圧印加
を除去すると、温度低下とともに再び磁化の向きが揃っ
て強磁性状態となる。この際に該加熱部分はその周囲の
磁性薄！Ｉ４の下向き磁化の漏れ磁束の向きに従って上
向きに磁化して、最初の状態の様なストライプ磁区６が
形成される。この冷却の際に、磁性薄ｌ！ｌＩ４の膜面
内の方向好ましくはストライプ磁区６の長平方向に磁界
Ｈを印加しておくことにより、該ストライプ磁区の周囲
のｆａ壁８内の磁壁磁化の向きを該面内磁界の向きとす
ることができる。第２図（ｂ）はこの状態を示すもので
ある。第２図（ｂ）に示される様に、磁区の長平方向の
両端部にはそれぞれ１つづつブロッホライン１０が形成
されるが、その他の部分の磁壁磁化は外部面内磁界の向
きとなり、この部分にブロッホラインは存在しない、。

かくして１本実施例によれば第２図（ｂ）の様な状態を
一義的に実現することができ、記録情報（即ち、ブロッ
ホライン対）の一括消去が可濠である。

本実施例において１発熱抵抗体層の発熱により磁性薄膜
が上昇すべき温度は印加している面内磁界Ｈの強さに応
じて変わり、該面内磁界の強さが強い場合には温度はキ
ュリ一点より低くても有効に一括消去が可能であり、該
面内磁界の強さがそれ程強くない場合には温度はキュリ
一点以上とするのが好ましい、たとえば、キュリ一点温
度が２００℃程度の磁性薄膜の場合、数十エルステッド
の外部面内磁界において温度上昇が１５０℃程度で上記
の様な一括消去動作が可詣であることが実験により確認
された。

上記実施例においては発熱抵抗体層が１つのストライプ
磁区６に対応して設けられている例が示されており、複
数のストライプ磁区を有するブロッホラインメモリの場
合にも同様にして各ストライプ磁区に対応する様に発熱
抵抗体層を形成することにより、同様にして、各ストラ
イプ磁区毎に情報の一括消去を行なうことができる。

一方、複数のストライプ磁区を有するブロッホラインメ
モリの場合には、複数のストライプ磁区に共通の発熱抵
抗体層を付与することもできる。

この場合には、複数（たとえば全数）のストライプ磁区
について同時に情報の一括消去を行なうことができる。

但し、この場合には、加熱部分の冷却時に所定の位置に
所定のストライプ磁区を発生させるための手段を付設し
ておくことが必要となる。この様な手段としては、たと
えば磁性薄膜表面の所定位ｎに溝を形成しておいたりＣ
ｒパターンを設けておいたりする等の従来ブロッホライ
ンメモリにおいて磁区形成及び位置固定のために周知の
手段が例示される。磁性薄膜表面に溝を形成しておいた
場合には、冷却によって磁区が発生する際に溝部分には
その他の領域の磁化からの反磁界が印加され、これによ
り溝部分の磁化の向きは周囲の領域の磁化の向きと逆に
なり所定の位置にストライプ磁区が形成される。また、
ｉａ磁性薄膜表面Ｃｒパターンを設けておいた場合には
、該パターン部分の磁性薄膜が応力により周囲と異なる
異方性をもつことになるので、上記溝形成の場合と同様
の機能が実現される。

尚、本発明においては、発熱抵抗体層は１つのストライ
プ磁区の一部分に対応する様に設けてもよく、この場合
にも上記実施例と同様な動作が行なわれ、該発熱抵抗体
層に対応する磁壁部分の情報の一括消去が回部となる。

更に、以上の実施例においては磁区及び磁壁を加熱する
ための手段として磁性Ｓ膜上に形成された発熱抵抗体層
と該発熱抵抗体層に通電する手段とからなるものが示さ
れているが、本発明においては加熱手段はその他の適宜
の手段たとえば金属層と該金属層を高周波誘導加熱する
手段とからなるものや電磁波の直接照射により加熱する
もの等であってもよい。

［発明の効果］ 以上の様な本発明によれば、加熱することにより磁性薄
膜の磁化の向きを一部ランダムとした上で、再び情報の
記録されていない状態の磁壁構造を構成することができ
、ブロッホライン対を１つづつ順次除去する従来のブロ
ッホラインメモリに比べて極めて短時間で記録情報の一
括消去が実現される。また１本発明によれば、従来のブ
ロッホラインメモリの様に情報消去のための制御が複雑
ではなく、単に通電するのみであるので、周辺回路が簡
単になるという利点もある。

【図面の簡単な説明】

第１図（ａ）は本発明ブロッホラインメモリの一部切欠
斜視図であり、第１図（ｂ）はそのＢ−Ｂ断面図である
。 第２図（ａ）、（ｂ）は本発明ブロッホラインメモリに
おける情報消去動作を説明するための模式的に面図であ
る。 第３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。 ｉ４図（ａ）、（ｂ）は従来のブロッホラインメモリに
おける情報消去動作を説明するための模式的平面図であ
る。 ２二基板、　　　　　　４：ｆｊｉ性ｌＪ膜、６：磁区
、　　　　　　８：磁壁、 １０．１０ａ−１０ｆ：ブロッホライン、Ｌ２ａ、１２
ｂ：導体ライン、 １４：磁気バブル、　　２ｏ：発熱抵抗体層、２２ａ、
２２ｂ：ＩＪ−ド線。 代理人　　弁理士　　山　下　穣　平 第１図（０） 第１図（ｂ） 第２図（ａン 第３図

Claims (5)

【特許請求の範囲】
1. （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、磁区及び磁壁の少なくとも一
   部分を加熱する手段を有し、且つ磁性薄膜の膜面に沿う
   方向に磁界を印加するための手段を有することを特徴と
   する、ブロッホラインメモリ。
2. （２）加熱手段が磁区及び磁壁の上に形成された発熱抵
   抗体層と該発熱抵抗体層に通電するための手段とからな
   る、特許請求の範囲第１項のブロッホラインメモリ。
3. （３）発熱抵抗体層が各磁区に対応して設けられている
   、特許請求の範囲第２項のブロッホラインメモリ。
4. （４）発熱抵抗体層が複数の磁区に共通に設けられてい
   る、特許請求の範囲第２項のブロッホラインメモリ。
5. （５）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。