NO146381B - MAGNETIC DOMAIN DEVICE - Google Patents
MAGNETIC DOMAIN DEVICE Download PDFInfo
- Publication number
- NO146381B NO146381B NO3368/73A NO336873A NO146381B NO 146381 B NO146381 B NO 146381B NO 3368/73 A NO3368/73 A NO 3368/73A NO 336873 A NO336873 A NO 336873A NO 146381 B NO146381 B NO 146381B
- Authority
- NO
- Norway
- Prior art keywords
- magnetic
- amorphous
- domains
- anisotropy
- alloy
- Prior art date
Links
- 230000005381 magnetic domain Effects 0.000 title claims description 14
- 230000005291 magnetic effect Effects 0.000 claims description 179
- 239000000463 material Substances 0.000 claims description 143
- 239000000696 magnetic material Substances 0.000 claims description 55
- 229910000531 Co alloy Inorganic materials 0.000 claims description 15
- 229910052751 metal Inorganic materials 0.000 claims description 11
- 239000002184 metal Substances 0.000 claims description 11
- 239000000956 alloy Substances 0.000 claims description 9
- 229910045601 alloy Inorganic materials 0.000 claims description 9
- 239000000654 additive Substances 0.000 claims description 8
- 230000000996 additive effect Effects 0.000 claims description 8
- 229910000808 amorphous metal alloy Inorganic materials 0.000 claims description 7
- 229910052757 nitrogen Inorganic materials 0.000 claims description 7
- 229910052761 rare earth metal Inorganic materials 0.000 claims description 6
- 150000002910 rare earth metals Chemical class 0.000 claims description 5
- 229910000640 Fe alloy Inorganic materials 0.000 claims description 4
- 229910052799 carbon Inorganic materials 0.000 claims description 3
- 229910052698 phosphorus Inorganic materials 0.000 claims description 2
- 229910002058 ternary alloy Inorganic materials 0.000 claims description 2
- 230000007704 transition Effects 0.000 claims description 2
- 230000000737 periodic effect Effects 0.000 claims 1
- 239000010408 film Substances 0.000 description 102
- 239000000203 mixture Substances 0.000 description 81
- 239000000758 substrate Substances 0.000 description 68
- 230000005415 magnetization Effects 0.000 description 48
- 238000000151 deposition Methods 0.000 description 32
- 230000008021 deposition Effects 0.000 description 30
- 230000006870 function Effects 0.000 description 21
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 description 18
- 238000000034 method Methods 0.000 description 18
- 230000033001 locomotion Effects 0.000 description 14
- 238000004544 sputter deposition Methods 0.000 description 13
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 12
- IJGRMHOSHXDMSA-UHFFFAOYSA-N Atomic nitrogen Chemical compound N#N IJGRMHOSHXDMSA-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 10
- FAPWRFPIFSIZLT-UHFFFAOYSA-M Sodium chloride Chemical compound [Na+].[Cl-] FAPWRFPIFSIZLT-UHFFFAOYSA-M 0.000 description 10
- 238000007792 addition Methods 0.000 description 10
- 230000008859 change Effects 0.000 description 10
- 230000001066 destructive effect Effects 0.000 description 9
- 238000010894 electron beam technology Methods 0.000 description 9
- 229910000889 permalloy Inorganic materials 0.000 description 9
- VYPSYNLAJGMNEJ-UHFFFAOYSA-N Silicium dioxide Chemical compound O=[Si]=O VYPSYNLAJGMNEJ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 7
- 239000013078 crystal Substances 0.000 description 7
- 239000002178 crystalline material Substances 0.000 description 7
- XEEYBQQBJWHFJM-UHFFFAOYSA-N iron Substances [Fe] XEEYBQQBJWHFJM-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 7
- 150000002739 metals Chemical class 0.000 description 7
- 230000008569 process Effects 0.000 description 7
- 230000001902 propagating effect Effects 0.000 description 7
- 238000003860 storage Methods 0.000 description 7
- 239000010409 thin film Substances 0.000 description 7
- XKRFYHLGVUSROY-UHFFFAOYSA-N Argon Chemical compound [Ar] XKRFYHLGVUSROY-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 6
- 239000012212 insulator Substances 0.000 description 6
- 238000005191 phase separation Methods 0.000 description 6
- 238000002360 preparation method Methods 0.000 description 6
- 239000004065 semiconductor Substances 0.000 description 6
- 238000000889 atomisation Methods 0.000 description 5
- 230000008901 benefit Effects 0.000 description 5
- 229910017052 cobalt Inorganic materials 0.000 description 5
- 239000010941 cobalt Substances 0.000 description 5
- GUTLYIVDDKVIGB-UHFFFAOYSA-N cobalt atom Chemical compound [Co] GUTLYIVDDKVIGB-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 5
- 239000000470 constituent Substances 0.000 description 5
- 230000008878 coupling Effects 0.000 description 5
- 238000010168 coupling process Methods 0.000 description 5
- 238000005859 coupling reaction Methods 0.000 description 5
- 238000002425 crystallisation Methods 0.000 description 5
- 230000008025 crystallization Effects 0.000 description 5
- 230000001419 dependent effect Effects 0.000 description 5
- 230000008020 evaporation Effects 0.000 description 5
- 238000001704 evaporation Methods 0.000 description 5
- 230000001965 increasing effect Effects 0.000 description 5
- 230000010287 polarization Effects 0.000 description 5
- 239000011780 sodium chloride Substances 0.000 description 5
- 230000002411 adverse Effects 0.000 description 4
- 239000004020 conductor Substances 0.000 description 4
- 238000001816 cooling Methods 0.000 description 4
- 229910052802 copper Inorganic materials 0.000 description 4
- 239000010949 copper Substances 0.000 description 4
- 230000005294 ferromagnetic effect Effects 0.000 description 4
- 239000002223 garnet Substances 0.000 description 4
- 229910001004 magnetic alloy Inorganic materials 0.000 description 4
- 235000012239 silicon dioxide Nutrition 0.000 description 4
- RYGMFSIKBFXOCR-UHFFFAOYSA-N Copper Chemical compound [Cu] RYGMFSIKBFXOCR-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- 230000005290 antiferromagnetic effect Effects 0.000 description 3
- 229910052786 argon Inorganic materials 0.000 description 3
- 239000011230 binding agent Substances 0.000 description 3
- 229910052804 chromium Inorganic materials 0.000 description 3
- 150000001875 compounds Chemical class 0.000 description 3
- 230000007423 decrease Effects 0.000 description 3
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 3
- 238000010790 dilution Methods 0.000 description 3
- 239000012895 dilution Substances 0.000 description 3
- 229910052733 gallium Inorganic materials 0.000 description 3
- 230000003993 interaction Effects 0.000 description 3
- 238000005468 ion implantation Methods 0.000 description 3
- 239000007788 liquid Substances 0.000 description 3
- 238000001000 micrograph Methods 0.000 description 3
- 230000006911 nucleation Effects 0.000 description 3
- 238000010899 nucleation Methods 0.000 description 3
- 238000010587 phase diagram Methods 0.000 description 3
- 230000000644 propagated effect Effects 0.000 description 3
- 239000007779 soft material Substances 0.000 description 3
- 229910052688 Gadolinium Inorganic materials 0.000 description 2
- 230000006978 adaptation Effects 0.000 description 2
- 230000033228 biological regulation Effects 0.000 description 2
- 229910052681 coesite Inorganic materials 0.000 description 2
- 229910052906 cristobalite Inorganic materials 0.000 description 2
- 230000007547 defect Effects 0.000 description 2
- 230000005347 demagnetization Effects 0.000 description 2
- 239000002019 doping agent Substances 0.000 description 2
- 238000000313 electron-beam-induced deposition Methods 0.000 description 2
- 239000011521 glass Substances 0.000 description 2
- 238000010438 heat treatment Methods 0.000 description 2
- 230000010365 information processing Effects 0.000 description 2
- 229910052742 iron Inorganic materials 0.000 description 2
- 239000007791 liquid phase Substances 0.000 description 2
- 239000006249 magnetic particle Substances 0.000 description 2
- 230000014759 maintenance of location Effects 0.000 description 2
- 229910052748 manganese Inorganic materials 0.000 description 2
- 230000007246 mechanism Effects 0.000 description 2
- 230000008018 melting Effects 0.000 description 2
- 238000002844 melting Methods 0.000 description 2
- 229910052763 palladium Inorganic materials 0.000 description 2
- 239000010453 quartz Substances 0.000 description 2
- 239000000377 silicon dioxide Substances 0.000 description 2
- 238000000992 sputter etching Methods 0.000 description 2
- 229910052682 stishovite Inorganic materials 0.000 description 2
- 230000007847 structural defect Effects 0.000 description 2
- 229910052723 transition metal Inorganic materials 0.000 description 2
- 150000003624 transition metals Chemical class 0.000 description 2
- 229910052905 tridymite Inorganic materials 0.000 description 2
- 229910001339 C alloy Inorganic materials 0.000 description 1
- OKTJSMMVPCPJKN-UHFFFAOYSA-N Carbon Chemical compound [C] OKTJSMMVPCPJKN-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229910052692 Dysprosium Inorganic materials 0.000 description 1
- GYHNNYVSQQEPJS-UHFFFAOYSA-N Gallium Chemical compound [Ga] GYHNNYVSQQEPJS-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229910001218 Gallium arsenide Inorganic materials 0.000 description 1
- 229910052689 Holmium Inorganic materials 0.000 description 1
- 230000005374 Kerr effect Effects 0.000 description 1
- 229910001096 P alloy Inorganic materials 0.000 description 1
- 229910001215 Te alloy Inorganic materials 0.000 description 1
- 229910052771 Terbium Inorganic materials 0.000 description 1
- 229910052768 actinide Inorganic materials 0.000 description 1
- 150000001255 actinides Chemical class 0.000 description 1
- 230000004913 activation Effects 0.000 description 1
- 230000001154 acute effect Effects 0.000 description 1
- 238000005275 alloying Methods 0.000 description 1
- 229910052782 aluminium Inorganic materials 0.000 description 1
- 238000013459 approach Methods 0.000 description 1
- 238000004774 atomic orbital Methods 0.000 description 1
- QVGXLLKOCUKJST-UHFFFAOYSA-N atomic oxygen Chemical compound [O] QVGXLLKOCUKJST-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229910002056 binary alloy Inorganic materials 0.000 description 1
- 230000015572 biosynthetic process Effects 0.000 description 1
- 230000015556 catabolic process Effects 0.000 description 1
- 239000003795 chemical substances by application Substances 0.000 description 1
- 239000011248 coating agent Substances 0.000 description 1
- 238000000576 coating method Methods 0.000 description 1
- 239000002131 composite material Substances 0.000 description 1
- 238000009833 condensation Methods 0.000 description 1
- 230000005494 condensation Effects 0.000 description 1
- 239000002772 conduction electron Substances 0.000 description 1
- 238000011109 contamination Methods 0.000 description 1
- 238000007796 conventional method Methods 0.000 description 1
- 230000000875 corresponding effect Effects 0.000 description 1
- 238000013461 design Methods 0.000 description 1
- 238000001514 detection method Methods 0.000 description 1
- 230000001627 detrimental effect Effects 0.000 description 1
- 238000010891 electric arc Methods 0.000 description 1
- 238000005566 electron beam evaporation Methods 0.000 description 1
- 230000005293 ferrimagnetic effect Effects 0.000 description 1
- 230000005322 ferrimagnetic ordering Effects 0.000 description 1
- 238000009432 framing Methods 0.000 description 1
- ZSOJHTHUCUGDHS-UHFFFAOYSA-N gadolinium iron Chemical compound [Fe].[Gd] ZSOJHTHUCUGDHS-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 239000007789 gas Substances 0.000 description 1
- 238000007654 immersion Methods 0.000 description 1
- 229910052738 indium Inorganic materials 0.000 description 1
- 230000001939 inductive effect Effects 0.000 description 1
- 239000011261 inert gas Substances 0.000 description 1
- 238000011835 investigation Methods 0.000 description 1
- 230000000670 limiting effect Effects 0.000 description 1
- 230000005302 magnetic ordering Effects 0.000 description 1
- 239000011159 matrix material Substances 0.000 description 1
- 239000007769 metal material Substances 0.000 description 1
- 239000013081 microcrystal Substances 0.000 description 1
- 229910052759 nickel Inorganic materials 0.000 description 1
- 229910052755 nonmetal Inorganic materials 0.000 description 1
- 150000002843 nonmetals Chemical class 0.000 description 1
- 229910052760 oxygen Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000001301 oxygen Substances 0.000 description 1
- 238000012856 packing Methods 0.000 description 1
- 239000012071 phase Substances 0.000 description 1
- 239000004033 plastic Substances 0.000 description 1
- 238000007712 rapid solidification Methods 0.000 description 1
- 229910000982 rare earth metal group alloy Inorganic materials 0.000 description 1
- 230000002829 reductive effect Effects 0.000 description 1
- 230000001105 regulatory effect Effects 0.000 description 1
- 238000011160 research Methods 0.000 description 1
- 239000011347 resin Substances 0.000 description 1
- 229920005989 resin Polymers 0.000 description 1
- 230000000717 retained effect Effects 0.000 description 1
- 230000002441 reversible effect Effects 0.000 description 1
- 239000011034 rock crystal Substances 0.000 description 1
- 229910052594 sapphire Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000010980 sapphire Substances 0.000 description 1
- 229910052709 silver Inorganic materials 0.000 description 1
- 230000006641 stabilisation Effects 0.000 description 1
- 238000011105 stabilization Methods 0.000 description 1
- 238000004381 surface treatment Methods 0.000 description 1
- 238000012360 testing method Methods 0.000 description 1
- 230000009466 transformation Effects 0.000 description 1
- 238000007738 vacuum evaporation Methods 0.000 description 1
- 229910052720 vanadium Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000012808 vapor phase Substances 0.000 description 1
Classifications
-
- G—PHYSICS
- G11—INFORMATION STORAGE
- G11C—STATIC STORES
- G11C19/00—Digital stores in which the information is moved stepwise, e.g. shift registers
- G11C19/02—Digital stores in which the information is moved stepwise, e.g. shift registers using magnetic elements
- G11C19/08—Digital stores in which the information is moved stepwise, e.g. shift registers using magnetic elements using thin films in plane structure
- G11C19/085—Generating magnetic fields therefor, e.g. uniform magnetic field for magnetic domain stabilisation
-
- G—PHYSICS
- G02—OPTICS
- G02F—OPTICAL DEVICES OR ARRANGEMENTS FOR THE CONTROL OF LIGHT BY MODIFICATION OF THE OPTICAL PROPERTIES OF THE MEDIA OF THE ELEMENTS INVOLVED THEREIN; NON-LINEAR OPTICS; FREQUENCY-CHANGING OF LIGHT; OPTICAL LOGIC ELEMENTS; OPTICAL ANALOGUE/DIGITAL CONVERTERS
- G02F1/00—Devices or arrangements for the control of the intensity, colour, phase, polarisation or direction of light arriving from an independent light source, e.g. switching, gating or modulating; Non-linear optics
- G02F1/0009—Materials therefor
- G02F1/0036—Magneto-optical materials
-
- G—PHYSICS
- G11—INFORMATION STORAGE
- G11B—INFORMATION STORAGE BASED ON RELATIVE MOVEMENT BETWEEN RECORD CARRIER AND TRANSDUCER
- G11B11/00—Recording on or reproducing from the same record carrier wherein for these two operations the methods are covered by different main groups of groups G11B3/00 - G11B7/00 or by different subgroups of group G11B9/00; Record carriers therefor
- G11B11/10—Recording on or reproducing from the same record carrier wherein for these two operations the methods are covered by different main groups of groups G11B3/00 - G11B7/00 or by different subgroups of group G11B9/00; Record carriers therefor using recording by magnetic means or other means for magnetisation or demagnetisation of a record carrier, e.g. light induced spin magnetisation; Demagnetisation by thermal or stress means in the presence or not of an orienting magnetic field
-
- G—PHYSICS
- G11—INFORMATION STORAGE
- G11B—INFORMATION STORAGE BASED ON RELATIVE MOVEMENT BETWEEN RECORD CARRIER AND TRANSDUCER
- G11B11/00—Recording on or reproducing from the same record carrier wherein for these two operations the methods are covered by different main groups of groups G11B3/00 - G11B7/00 or by different subgroups of group G11B9/00; Record carriers therefor
- G11B11/10—Recording on or reproducing from the same record carrier wherein for these two operations the methods are covered by different main groups of groups G11B3/00 - G11B7/00 or by different subgroups of group G11B9/00; Record carriers therefor using recording by magnetic means or other means for magnetisation or demagnetisation of a record carrier, e.g. light induced spin magnetisation; Demagnetisation by thermal or stress means in the presence or not of an orienting magnetic field
- G11B11/105—Recording on or reproducing from the same record carrier wherein for these two operations the methods are covered by different main groups of groups G11B3/00 - G11B7/00 or by different subgroups of group G11B9/00; Record carriers therefor using recording by magnetic means or other means for magnetisation or demagnetisation of a record carrier, e.g. light induced spin magnetisation; Demagnetisation by thermal or stress means in the presence or not of an orienting magnetic field using a beam of light or a magnetic field for recording by change of magnetisation and a beam of light for reproducing, i.e. magneto-optical, e.g. light-induced thermomagnetic recording, spin magnetisation recording, Kerr or Faraday effect reproducing
- G11B11/10582—Record carriers characterised by the selection of the material or by the structure or form
-
- G—PHYSICS
- G11—INFORMATION STORAGE
- G11B—INFORMATION STORAGE BASED ON RELATIVE MOVEMENT BETWEEN RECORD CARRIER AND TRANSDUCER
- G11B11/00—Recording on or reproducing from the same record carrier wherein for these two operations the methods are covered by different main groups of groups G11B3/00 - G11B7/00 or by different subgroups of group G11B9/00; Record carriers therefor
- G11B11/10—Recording on or reproducing from the same record carrier wherein for these two operations the methods are covered by different main groups of groups G11B3/00 - G11B7/00 or by different subgroups of group G11B9/00; Record carriers therefor using recording by magnetic means or other means for magnetisation or demagnetisation of a record carrier, e.g. light induced spin magnetisation; Demagnetisation by thermal or stress means in the presence or not of an orienting magnetic field
- G11B11/105—Recording on or reproducing from the same record carrier wherein for these two operations the methods are covered by different main groups of groups G11B3/00 - G11B7/00 or by different subgroups of group G11B9/00; Record carriers therefor using recording by magnetic means or other means for magnetisation or demagnetisation of a record carrier, e.g. light induced spin magnetisation; Demagnetisation by thermal or stress means in the presence or not of an orienting magnetic field using a beam of light or a magnetic field for recording by change of magnetisation and a beam of light for reproducing, i.e. magneto-optical, e.g. light-induced thermomagnetic recording, spin magnetisation recording, Kerr or Faraday effect reproducing
- G11B11/10582—Record carriers characterised by the selection of the material or by the structure or form
- G11B11/10586—Record carriers characterised by the selection of the material or by the structure or form characterised by the selection of the material
- G11B11/10589—Details
- G11B11/10591—Details for improving write-in properties, e.g. Curie-point temperature
-
- G—PHYSICS
- G11—INFORMATION STORAGE
- G11C—STATIC STORES
- G11C13/00—Digital stores characterised by the use of storage elements not covered by groups G11C11/00, G11C23/00, or G11C25/00
- G11C13/04—Digital stores characterised by the use of storage elements not covered by groups G11C11/00, G11C23/00, or G11C25/00 using optical elements ; using other beam accessed elements, e.g. electron or ion beam
- G11C13/06—Digital stores characterised by the use of storage elements not covered by groups G11C11/00, G11C23/00, or G11C25/00 using optical elements ; using other beam accessed elements, e.g. electron or ion beam using magneto-optical elements
-
- G—PHYSICS
- G11—INFORMATION STORAGE
- G11C—STATIC STORES
- G11C19/00—Digital stores in which the information is moved stepwise, e.g. shift registers
- G11C19/02—Digital stores in which the information is moved stepwise, e.g. shift registers using magnetic elements
- G11C19/08—Digital stores in which the information is moved stepwise, e.g. shift registers using magnetic elements using thin films in plane structure
-
- G—PHYSICS
- G11—INFORMATION STORAGE
- G11C—STATIC STORES
- G11C19/00—Digital stores in which the information is moved stepwise, e.g. shift registers
- G11C19/02—Digital stores in which the information is moved stepwise, e.g. shift registers using magnetic elements
- G11C19/08—Digital stores in which the information is moved stepwise, e.g. shift registers using magnetic elements using thin films in plane structure
- G11C19/0808—Digital stores in which the information is moved stepwise, e.g. shift registers using magnetic elements using thin films in plane structure using magnetic domain propagation
-
- G—PHYSICS
- G11—INFORMATION STORAGE
- G11C—STATIC STORES
- G11C19/00—Digital stores in which the information is moved stepwise, e.g. shift registers
- G11C19/02—Digital stores in which the information is moved stepwise, e.g. shift registers using magnetic elements
- G11C19/08—Digital stores in which the information is moved stepwise, e.g. shift registers using magnetic elements using thin films in plane structure
- G11C19/0866—Detecting magnetic domains
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01F—MAGNETS; INDUCTANCES; TRANSFORMERS; SELECTION OF MATERIALS FOR THEIR MAGNETIC PROPERTIES
- H01F10/00—Thin magnetic films, e.g. of one-domain structure
- H01F10/08—Thin magnetic films, e.g. of one-domain structure characterised by magnetic layers
- H01F10/10—Thin magnetic films, e.g. of one-domain structure characterised by magnetic layers characterised by the composition
- H01F10/12—Thin magnetic films, e.g. of one-domain structure characterised by magnetic layers characterised by the composition being metals or alloys
- H01F10/13—Amorphous metallic alloys, e.g. glassy metals
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01F—MAGNETS; INDUCTANCES; TRANSFORMERS; SELECTION OF MATERIALS FOR THEIR MAGNETIC PROPERTIES
- H01F10/00—Thin magnetic films, e.g. of one-domain structure
- H01F10/08—Thin magnetic films, e.g. of one-domain structure characterised by magnetic layers
- H01F10/10—Thin magnetic films, e.g. of one-domain structure characterised by magnetic layers characterised by the composition
- H01F10/12—Thin magnetic films, e.g. of one-domain structure characterised by magnetic layers characterised by the composition being metals or alloys
- H01F10/13—Amorphous metallic alloys, e.g. glassy metals
- H01F10/132—Amorphous metallic alloys, e.g. glassy metals containing cobalt
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01F—MAGNETS; INDUCTANCES; TRANSFORMERS; SELECTION OF MATERIALS FOR THEIR MAGNETIC PROPERTIES
- H01F10/00—Thin magnetic films, e.g. of one-domain structure
- H01F10/08—Thin magnetic films, e.g. of one-domain structure characterised by magnetic layers
- H01F10/10—Thin magnetic films, e.g. of one-domain structure characterised by magnetic layers characterised by the composition
- H01F10/12—Thin magnetic films, e.g. of one-domain structure characterised by magnetic layers characterised by the composition being metals or alloys
- H01F10/13—Amorphous metallic alloys, e.g. glassy metals
- H01F10/133—Amorphous metallic alloys, e.g. glassy metals containing rare earth metals
- H01F10/135—Amorphous metallic alloys, e.g. glassy metals containing rare earth metals containing transition metals
Landscapes
- Physics & Mathematics (AREA)
- Power Engineering (AREA)
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Nonlinear Science (AREA)
- Crystallography & Structural Chemistry (AREA)
- Inorganic Chemistry (AREA)
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- General Physics & Mathematics (AREA)
- Optics & Photonics (AREA)
- Thin Magnetic Films (AREA)
- Soft Magnetic Materials (AREA)
- Physical Vapour Deposition (AREA)
- Developing Agents For Electrophotography (AREA)
- Measuring Magnetic Variables (AREA)
Description
Oppfinnelsen angår en magnetisk domeneanordning med hjelpemidler for å påvirke slike domener i et magnetisk medium. The invention relates to a magnetic domain device with aids for influencing such domains in a magnetic medium.
Amorfe materialer er kjent innen teknikken og kan generelt klassifiseres som metaller eller ikke-metaller. Metal-lene beskrives enten ved hjelp av Bernal-modellen (hvor tett vilkårlig pakking eksisterer) eller ved hjelp av mikrokrystal-linske modeller. Amorfe metalliske materialer omfatter Pd-Si- Amorphous materials are known in the art and can generally be classified as metals or non-metals. The metals are described either by means of the Bernal model (where close arbitrary packing exists) or by means of microcrystalline models. Amorphous metallic materials include Pd-Si-
og Mn-C-legeringer. and Mn-C alloys.
Ikke-metalliske amorfe materialer er vanligvis Non-metallic amorphous materials are usually
kovalent bundet og de "ovoniske" materialer (som bygger på Ovshinsky-effekten) er et eksempel på slike materialer. Ikke-metalliske amorfe materialer er f.eks. Si02_> Si-, Ge- og Ge-Te-legeringer. covalently bonded and the "ovonic" materials (based on the Ovshinsky effect) are an example of such materials. Non-metallic amorphous materials are e.g. Si02_> Si, Ge and Ge-Te alloys.
Ikke-metalliske amorfe materialer har vært utnyttet Non-metallic amorphous materials have been utilized
for forskjellige anvendelser inklusiv stråleadresserbar informa-sjonslagring, hvilket fremgår av US-patentskrift nr. 3.530.441. Denne tidligere kjente teknikk omfatter imidlertid ikke anvendelser av amorfe magnetiske materialer med enakset anisotropi i slike anvendelser som magnetooptiske anordninger og bobledomenesystemer. Heller ikke er anvendelse av amorfe magnetiske materialer såsom permanentmagneter kjent innen teknikken. Slike materialer burde være verdifulle ved mange anvendelser innen dette området. F.eks. kan amorfe materialer avsettes på en hvilken som helst type substrat og de behøver ikke stemme overens i gitter-struktur med substratet. Videre er iboende substrateffekter ikke skadelige for egenskapene ved det etterpå avsatte amorfe materialet. for various applications including beam-addressable information storage, which appears in US patent document no. 3,530,441. However, this prior art does not include applications of amorphous magnetic materials with uniaxial anisotropy in such applications as magneto-optical devices and bubble domain systems. Nor is the use of amorphous magnetic materials such as permanent magnets known in the art. Such materials should be valuable in many applications in this area. E.g. amorphous materials can be deposited on any type of substrate and they do not have to match the lattice structure of the substrate. Furthermore, inherent substrate effects are not detrimental to the properties of the subsequently deposited amorphous material.
Ytterligere fordeler ved amorfe materialer omfatter Additional advantages of amorphous materials include
at sammensetningen kan justeres for optimalisering av egenskapene uten de begrensninger som forårsakes av forbindelsens støkiometri. that the composition can be adjusted to optimize the properties without the limitations caused by the stoichiometry of the compound.
Dette betyr at begrensninger som forårsakes av fasediagrammene This means that limitations caused by the phase diagrams
for de materialer som skal forbindes, ikke er aktuelle når amorfe materialer skal fremstilles. Videre kan amorfe materialer fremstilles ved lave temperaturer og ved enkel teknikk såsom fordampning, elektrodeforstøvning osv. for the materials to be connected, are not relevant when amorphous materials are to be produced. Furthermore, amorphous materials can be produced at low temperatures and by simple techniques such as evaporation, electrode sputtering, etc.
Særlig når det gjelder magnetiske amorfe materialer Especially when it comes to magnetic amorphous materials
forekommer ikke slike strukturelle defekter i de amorfe materialer som skulle kunne skade forflytning og kjernedannelse av magnetiske domener i materialet. Videre kan disse materialer ha forbindelser som varierer innen store områder for forbedring av de valgte magnetiske egenskaper. Tilsetningen av forstyrrelsesemner til forbindelse påvirker ikke de strukturelle eller magnetiske egenskaper ved sjiktene på ugunstig måte og kan anvendes for å oppnå større fleksibilitet ved utformingen av forbindelsene. no such structural defects occur in the amorphous materials which could damage the movement and nucleation of magnetic domains in the material. Furthermore, these materials can have connections that vary within large areas to improve the selected magnetic properties. The addition of disturbance agents to the connection does not adversely affect the structural or magnetic properties of the layers and can be used to achieve greater flexibility in the design of the connections.
Amorfe filmer som inneholder flerkomponentsystemer Amorphous films containing multicomponent systems
er behandlet i litteraturen. F.eks. beskriver Sawatzky med flere i Journal of Applied Physics, 42, 1. januar 1972 på side 367 den type filmer som er amorfe ved elektrodeforstøvning og deretter krystallinske etter en herdningsprosess. I en annen artikkel i Material Science Research, bind 4, 1969 beskriver E. Giess med flere på side 493 gadolinium-jerngranatfilmer med krystall-størrelse mellom 30 og 50Å. En ferromagnetisk amorf film bestående av en Fe-C-P-legering er beskrevet av Duwez med flere i Journal of Applied Physics, 38, 10. september 1967 på side 4096. De amorfe filmer som beskrives i de ovenstående publikasjoner har ikke enakset magnetisk anisotropi. is treated in the literature. E.g. Sawatzky and others describe in Journal of Applied Physics, 42, 1 January 1972 on page 367 the type of films which are amorphous by electrode sputtering and then crystalline after a curing process. In another article in Material Science Research, Volume 4, 1969, E. Giess and others describe on page 493 gadolinium-iron garnet films with a crystal size between 30 and 50Å. A ferromagnetic amorphous film consisting of an Fe-C-P alloy is described by Duwez and others in the Journal of Applied Physics, 38, 10 September 1967 on page 4096. The amorphous films described in the above publications do not have uniaxial magnetic anisotropy.
Amorfe magnetiske filmer av Fe Gd er beskrevet av Amorphous magnetic films of FeGd are described by
x y x y
J. Orehotsky i Journal of Applied Physics, 43, 5- mai 1972 på J. Orehotsky in Journal of Applied Physics, 43, 5- May 1972 at
side 2413- I den hensikt å forklare ikke-metning av disse filmer foreslår forfatterne tilstedeværelsen av rettvinklet anisotropi, stammende fra en isotrop påkjenning i filmens plan. page 2413- In order to explain the non-saturation of these films, the authors propose the presence of right-angle anisotropy, originating from an isotropic stress in the plane of the film.
I forbindelse med foreliggende oppfinnelse er det konstatert at enakset anisotropi kan fremkalles i amorfe magnetiske filmer og at anisotropi kan tilveiebringes som følge av substratbegrensninger. Dette betyr at enakset anisotropi kan tilveiebringes ved parordning eller ved formindusert anisotropi. De aktuelle amorfe sammensetninger kan bestå av bare ett element eller flere elementer. Anvendelse av disse amorfe magnetiske forbindelser i anordningsanvendelser eliminerer mange av ulempene ved tidligere kjent teknikk, hvor krystallinsk magnetisk materiale må anvendes. In connection with the present invention, it has been established that uniaxial anisotropy can be induced in amorphous magnetic films and that anisotropy can be provided as a result of substrate limitations. This means that uniaxial anisotropy can be provided by pairing or by reduced anisotropy. The relevant amorphous compositions may consist of only one element or several elements. Use of these amorphous magnetic compounds in device applications eliminates many of the disadvantages of prior art, where crystalline magnetic material must be used.
Hensikten med oppfinnelsen er å tilveiebringe en anordning av den innledningsvis nevnte art hvis domener lett kan forplantes uten hensyn til strukturelle defekter eller forurens-ninger i mediet, og som kan fremstilles på enkel måte, og til rimelig pris. The purpose of the invention is to provide a device of the type mentioned at the outset whose domains can be easily propagated without regard to structural defects or contamination in the medium, and which can be produced in a simple way, and at a reasonable price.
Dette oppnås ifølge oppfinnelsen ved at det magnetiske medium, i hvilket disse domener eksisterer, er et amorft magnetisk materiale med ikke-magnetokrystallinsk, enakset anisotropi. This is achieved according to the invention in that the magnetic medium, in which these domains exist, is an amorphous magnetic material with non-magnetocrystalline, uniaxial anisotropy.
Ytterligere trekk ved oppfinnelsen vil fremgå av kravene 2-18. Further features of the invention will appear from claims 2-18.
Oppfinnelsen skal nedenfor beskrives nærmere under henvisning til tegningene. The invention will be described in more detail below with reference to the drawings.
Fig. IA viser et elektronstrålemikrofoto av avbøy-ningsmønsteret for en amorf magnetisk sammensetning ifølge oppfinnelsen. Fig. IB viser et elektronstrålemikrofoto av avbøy-ningsmønsteret for samme materialet etter at det er herdet i den hensikt å bibringe materialet krystallinsk struktur. Fig. Fig. 1A shows an electron beam micrograph of the deflection pattern for an amorphous magnetic composition according to the invention. Fig. 1B shows an electron beam microphotograph of the deflection pattern for the same material after it has been hardened with the intention of imparting a crystalline structure to the material. Fig.
2A og 2B er fotografier av magnetiske stripedomener i det amorfe materialet på fig. IA, hvilke fotografier viser de magnetiske domeners bevegelse når det amorfe materialet utsettes for et magnetfelt. Fig. 3A viser en kurve for magnetiseringen 4irM ssom funksjon av koboltkonsentrasjonen i en amorf Gd-Co-legering. 2A and 2B are photographs of magnetic stripe domains in the amorphous material of FIG. IA, which photographs show the movement of the magnetic domains when the amorphous material is exposed to a magnetic field. Fig. 3A shows a curve for the magnetization 4irM as a function of the cobalt concentration in an amorphous Gd-Co alloy.
Fig. 3B viser en annen kurve for magnetiseringen 4irM ssom funksjon av sammensetningen av den amorfe Gd-Co-legering som anvendes for å indikere den endring i magnetiseringen som opptrer Fig. 3B shows another curve of the magnetization 4irM as a function of the composition of the amorphous Gd-Co alloy used to indicate the change in magnetization that occurs
når dopingsmiddel tilsettes det amorfe materialet. Fig. 4A viser when dopant is added to the amorphous material. Fig. 4A shows
en kurve for den inverse karakteristiske lengde a curve for the inverse characteristic length
som funk- which func-
sjon av koboltkonsentrasjonen i den amorfe Gd-Co-legering. Fig. tion of the cobalt concentration in the amorphous Gd-Co alloy. Fig.
4B viser en kurve for lengden L som funksjon av tykkelsen av den magnetiske film ifølge oppfinnelsen. Fig. 5 viser en kurve for domenegrenseenergien (4ttow) som funksjon av elektrodeforstøvnings-forspenningen som påtrykker substratet under avsetningen av en amorf magnetisk legering ifølge oppfinnelsen. Fig. 6 viser en kurve for avsetningshastigheten som funksjon av påtrykt høyfrek-vensenergi for elektrodeforstøvning av amorfe magnetiske legeringer, hvilken kurve viser virkningen av påtrykt magnetfelt på ca. 500 under avsetningsprosessen. 4B shows a curve for the length L as a function of the thickness of the magnetic film according to the invention. Fig. 5 shows a curve for the domain boundary energy (4ttow) as a function of the electrode sputtering bias applied to the substrate during the deposition of an amorphous magnetic alloy according to the invention. Fig. 6 shows a curve for the deposition rate as a function of applied high-frequency energy for electrode sputtering of amorphous magnetic alloys, which curve shows the effect of an applied magnetic field of approx. 500 during the deposit process.
Fig. 7 viser en kurve for anisotropien Ku for et amorft enakset magnetsjikt som funksjon av magnetsjiktets tykkelse. Fig. 8 viser en kurve for avsetningshastigheten i logaritmisk skala som funksjon av den inverse substrattemperatur, hvilken kurve illustrerer den amorfe- krystallinske omdanning som opptrer ved visse avsetningsforhold. Fig. 9 viser et blokkskjema for et magnetbobledomenesystem ved anvendelse av de amorfe magnetiske materialer såsom bobledomenematerialet. Fig. 10 viser skjematisk men mere detaljert en del av kretsene på fig. 9. Fig. 11 viser skjematisk og i perspektiv en magneto-optisk lysmodulator hvor de aktuelle amorfe magnetmaterialer er anvendt som lysmodulerende medium. Fig. 12 viser i perspektiv et magnetbobledomenemateriale med et i tilslutning til dette anordnet sjikt av amorft magnetisk materiale som virker som et forspenningssjikt for magnetiske domener i bobledomenematerialet. Fig. 13 viser likeledes i perspektiv et bånd- eller plateformet informasjonsbehandlingssystem hvor foreliggende amorfe magnetiske materiale anvendes som opptegningsmedium. Fig. 7 shows a curve for the anisotropy Ku for an amorphous uniaxial magnetic layer as a function of the thickness of the magnetic layer. Fig. 8 shows a curve for the deposition rate on a logarithmic scale as a function of the inverse substrate temperature, which curve illustrates the amorphous-crystalline transformation that occurs at certain deposition conditions. Fig. 9 shows a block diagram of a magnetic bubble domain system using the amorphous magnetic materials as the bubble domain material. Fig. 10 shows schematically but in more detail part of the circuits in fig. 9. Fig. 11 shows schematically and in perspective a magneto-optical light modulator where the relevant amorphous magnetic materials are used as light modulating medium. Fig. 12 shows in perspective a magnetic bubble domain material with an adjacent layer of amorphous magnetic material which acts as a biasing layer for magnetic domains in the bubble domain material. Fig. 13 likewise shows in perspective a tape- or plate-based information processing system where available amorphous magnetic material is used as a recording medium.
Hovedsakelig amorfe magnetiske sammensetninger som har enakset anisotropi er fremstillet og kan anvendes til mange magnetiske formål. Disse sammensetninger kan fremstilles i masse- eller tynnfilmform, eller de kan forekomme som magnetiske partikler i et bærende bindemiddel. Når det er tale om amorfe materialer, spiller valget av substrat ingen rolle og faktorer som gittertilpasning kan anses uvedkommende. Dette forenkler avsetning på substrater av vilkårlig type, og det øker i høy grad fremstillingens lønnsomhet når materialer av vedkommende art anvendes. Mainly amorphous magnetic compositions having uniaxial anisotropy have been produced and can be used for many magnetic purposes. These compositions can be produced in mass or thin film form, or they can occur as magnetic particles in a supporting binder. When it comes to amorphous materials, the choice of substrate plays no role and factors such as lattice adaptation can be considered irrelevant. This simplifies deposition on substrates of any type, and it greatly increases the profitability of production when materials of the relevant type are used.
Disse magnetiske sammensetninger kan bestå av ett enkelt element eller en kombinasjon av elementer som forekommer i et flerkomponentsystem. Minst en av komponentene må ha uparet elektron-spinn slik at sammensetningen får et magnetisk moment. Dette betyr at det er tale om magnetisk ordnede materialer. These magnetic compositions can consist of a single element or a combination of elements occurring in a multi-component system. At least one of the components must have unpaired electron spin so that the composition acquires a magnetic moment. This means that these are magnetically ordered materials.
Disse amorfe magnetiske materialer har en enakset anisotropi som kan stå vinkelrett på eller være parallelt med planet for en film som inneholder disse amorfe magnetiske sammensetninger. Anisotropien stammer fra kombinasjoner av følgende fenomener eller et av dem: These amorphous magnetic materials have a uniaxial anisotropy which may be perpendicular to or parallel to the plane of a film containing these amorphous magnetic compositions. The anisotropy originates from combinations of the following phenomena or one of them:
A. Parordning A. Pair arrangement
B. Formanisotropi B. Shape anisotropy
C. Påkjenningsindusert anisotropi. C. Strain-induced anisotropy.
Ved foreliggende oppfinnelse er det ikke av viktighet at enakset anisotropi oppnås på en spesiell måte. In the present invention, it is not important that uniaxial anisotropy is achieved in a special way.
Ovenfor nevnte tre fenomener for tilveiebringelse av enakset anisotropi i hovedsakelig amorfe filmer ifølge oppfinnelsen er generelt kjent innen teknikken '<;og skal ikke her beskrives i detalj. Det bør være tilstrekkelig å påpeke at parordning omfatter kombinasjoner av to atomer hvis magnetisering pares for å danne magnetiske dipoler. De magnetiske par orienteres i bestemte ret-ninger som resulterer i den enaksede anisotropi som er nødvendig for anvendelse i magnetiske anordninger. The three phenomena mentioned above for providing uniaxial anisotropy in mainly amorphous films according to the invention are generally known in the art and shall not be described in detail here. It should be sufficient to point out that pair arrangement includes combinations of two atoms whose magnetizations pair to form magnetic dipoles. The magnetic pairs are oriented in specific directions which result in the uniaxial anisotropy which is necessary for use in magnetic devices.
Formanisotropi oppstår som følge av de magnetiske områders* geometriske form. F.eks. vil en ordnet masse av atomer i et område av hovedsakelig uordnet materiale få en magnetisering som er rettet langs massens lengdeakse i og med at denne akse er den foretrukne for orientering av magnetisk moment. Langs den korte akse i området som er definert som atommassen, opptrer sterke avmagnetiserings-felter. Shape anisotropy occurs as a result of the magnetic regions* geometric shape. E.g. will an ordered mass of atoms in an area of mainly disordered material acquire a magnetization which is directed along the longitudinal axis of the mass, as this axis is the preferred one for orientation of magnetic moment. Along the short axis in the area defined as the atomic mass, strong demagnetization fields appear.
Videre tilveiebringes komposisjonsvariasjoner i det amorfe materialet fasesepareringer hvilket bevirker denne art av anisotropi. Faseseparasjon gjelder såvel tilstanden av de enkelte sammensetningsområder som ligger nær hverandre og tilstanden i nær-liggende områder av samme sammensetning med forskjellig struktur-fase, dvs. at et område er amorft samtidig som et annet er med krystal linsk. Som et eksempel på faseseparasjon kan nevnes at en amorf magnetisk Gd-Co-legering som kan bestå av lokale Co-rike områder og andre lokale GD-rike områder. Hvis disse områder opptrer inntil hverandre, vil faseseparasjonen tilveiebringe enakset anisotropi. Furthermore, compositional variations in the amorphous material provide phase separations which causes this type of anisotropy. Phase separation applies to both the state of the individual compositional areas that are close to each other and the state of nearby areas of the same composition with different structural phase, i.e. that one area is amorphous at the same time as another is crystalline. As an example of phase separation, an amorphous magnetic Gd-Co alloy that can consist of local Co-rich areas and other local GD-rich areas can be mentioned. If these areas occur adjacent to each other, the phase separation will provide uniaxial anisotropy.
Påkjenningsindusert anisotropi stammer fra ulikheter i gitterparameterne for substratet og lokale områder i den amorfe film eller også på ulikheter i termiske koeffisienter for den amorfe film og substratet. Denne type påkjenning kan også bli en deltag-. ende faktor når det gjelder enakset anisotropi i de hovedsakelige amorfe filmer ifølge oppfinnelsen. Stress-induced anisotropy originates from differences in the lattice parameters of the substrate and local areas in the amorphous film or also from differences in thermal coefficients for the amorphous film and the substrate. This type of strain can also become a participant. end factor when it comes to uniaxial anisotropy in the mainly amorphous films according to the invention.
Amorfe magnetiske sammensetninger ifølge oppfinnelsen har mikrokrystallin og/eller hovedsakelig amorf struktur. Begge disse strukturer avviker fra polykrystallinske og enkrystallinske strukturer som er kjent i teknikken i forbindelse med magnetiske sammensetninger. F.eks. kan de amorfe materialer ifølge oppfinnelsen ha lokal atomordning. Hvis imidlertid denne atomordning opptrer, eksisterer den over distanser på mellom 25 og 100Å hvis materialet er mikrokrystallinsk og under 25Å hvis materialet er hovedsakelig amorft. Det er derfor underforstått at ingen vesentlig atomordning også kan forekomme og i det tilfelle er det tale om et hovedsakelig rent amorft materiale. Amorphous magnetic compositions according to the invention have microcrystalline and/or mainly amorphous structure. Both of these structures differ from polycrystalline and monocrystalline structures known in the art in connection with magnetic compositions. E.g. can the amorphous materials according to the invention have local atomic arrangement. If, however, this atomic arrangement occurs, it exists over distances of between 25 and 100 Å if the material is microcrystalline and below 25 Å if the material is mainly amorphous. It is therefore understood that no significant atomic arrangement can also occur and in that case it is a mainly purely amorphous material.
Amorft materiale ifølge oppfinnelsen består av enkle magnetiske elementer eller flerkomponentsystemer. Et eksempel på sistnevnte system er binære eller ternære legeringer eller sammensetninger. Særlig hensiktsmessige materialer er sammensetninger som inneholder sjeldne jordarter og metaller med tilstandsoverganger. Her kan nevnes Gd-Co, Gd-Fe, Y-Co og La-Co. Disse sammensetninger kan varieres over et stort område uten at sammensetningens støkio-metri foranledninger begrensninger som følge av bestanddelenes fasediagram. Derfor kan materialenes magnetiske egenskaper spesialut-formes for hver enkelt utførelsesform. F.eks. kan sammensetnings-områdene velges slik at atommomentene for sjeldne jordarter og metaller praktisk talt utlignes slik at materialet fåreen liten metningsmagnetisering hvilket er særskilt verdifullt for et bobledomenemateriale. Amorphous material according to the invention consists of simple magnetic elements or multi-component systems. An example of the latter system is binary or ternary alloys or compositions. Particularly suitable materials are compositions containing rare earth species and metals with state transitions. Gd-Co, Gd-Fe, Y-Co and La-Co can be mentioned here. These compositions can be varied over a large area without the stoichiometry of the composition causing limitations as a result of the phase diagram of the components. Therefore, the magnetic properties of the materials can be specially designed for each individual embodiment. E.g. the composition ranges can be chosen so that the atomic moments for rare earths and metals are practically equalized so that the material gets a small saturation magnetization, which is particularly valuable for a bubble domain material.
Disse amorfe magnetiske sammensetninger har langsgående magnetisk ordning og har enakset anisotropi. I sineenkleste form består de av elementer som har et magnetisk moment. Et eksempel herpå er 4f-serien (sjeldne jordartelementer) og 5f_serien (aktinid-elementer). Videre inngår jerngruppen av tilstandsovergangsmetaller av 3d-serien. Hertil kommer elementer som har et magnetisk moment når de befinner seg i en spesiell tilstand f.eks. elementene Mn, These amorphous magnetic compositions have longitudinal magnetic ordering and have uniaxial anisotropy. In their simplest form, they consist of elements that have a magnetic moment. An example of this is the 4f series (rare earth elements) and the 5f_series (actinide elements). Furthermore, the iron group of transition metals of the 3d series is included. In addition, there are elements that have a magnetic moment when they are in a special state, e.g. the elements Mn,
Cr, V og Pd. Cr, V and Pd.
For hver amorf sammensetning som består av et enkelt element, gjelder at et vilkårlig umagnetisk element kan tilsettes i relativt små mengder- uten at de magnetiske egenskaper forstyrres. Dette betyr at en uttynning med umagnetiske elementer, f.eks. 0,C, For each amorphous composition consisting of a single element, it applies that an arbitrary non-magnetic element can be added in relatively small quantities - without the magnetic properties being disturbed. This means that a dilution with non-magnetic elements, e.g. 0,C,
■i ■i
P og N kan foretas uten ugunstig påvirkning av de magnetiske egenskaper.- Derfor kan det være fordelaktig å tilsette små mengde"1 vanligvis ca. 2 atomprosent, av disse umagnetiske elementer for forenkling av fremstillingen av den amorfe film. Hvis store mengder tilsettes, påvirkes naturligvis de magnetiske egenskaper. F.eks. kan større mengder enn ca. 50 atomprosent forstyrre den magnetiske ordning. P and N can be made without adversely affecting the magnetic properties. - Therefore, it can be advantageous to add small amounts"1 usually about 2 atomic percent, of these non-magnetic elements to simplify the production of the amorphous film. If large amounts are added, affected of course the magnetic properties.For example, amounts greater than about 50 atomic percent can disrupt the magnetic arrangement.
Binære sammensetninger som omfatter minst ett av de tidligere opptatte elementer, kan også utnyttes for de amorfe magnetiske materialer ifølge oppfinnelsen. Binære sammensetninger er vanligvis lettere å arbeide med fordi de bevarer sin amorfe struktur over større temperaturområder enn amorfe magnetiske enkeltelementmaterialer. Likesom ved amorfe enkeltelementmaterialer kan også små mengder av umagnetiske elementer tilsettes sammensetningen. Binary compositions which comprise at least one of the previously mentioned elements can also be used for the amorphous magnetic materials according to the invention. Binary compounds are usually easier to work with because they retain their amorphous structure over larger temperature ranges than amorphous single-element magnetic materials. As with amorphous single-element materials, small amounts of non-magnetic elements can also be added to the composition.
En annen endring som kan utføres på binære amorfe sammen setninger, er tilsetning av en større konsentrasjon, 2-50 atomprosent av umagn-etiske elementer for å variere de magnetiske egenskaper. F.eks. kan kopper tilsettes for svekking av det magnetiske element. Another change that can be made to binary amorphous compositions is the addition of a greater concentration, 2-50 atomic percent of non-magnetic elements to vary the magnetic properties. E.g. cups can be added to weaken the magnetic element.
Ternære sammensetninger av de oven-fNSr nevnte 3d-,4f- og 5f-elementer kan også fremstilles for å oppnå amorfe sammensetninger med enakset magnetisk anisotropi. Likesom ved de binære elementer kan større konsentrasjoner av umagnetisk materiale tilsettes for endring av de magnetiske egenskaper ved de ternære sammensetninger. Likeså kan små mengder av umagnetisk materiale tilsettes for at Ternary compositions of the above-mentioned 3d, 4f and 5f elements can also be prepared to obtain amorphous compositions with uniaxial magnetic anisotropy. As with the binary elements, larger concentrations of non-magnetic material can be added to change the magnetic properties of the ternary compositions. Likewise, small amounts of non-magnetic material can be added to
det skal bli lettere å danne amorfe filmer uten at de magnetiske egenskaper påvirkes ugunstig. Det er underforstått at mengden av umagnetisk materiale som tilsettes , er utilstrekkelig til at den magnetiske ordning i den amorfe film går tapt. it should be easier to form amorphous films without adversely affecting the magnetic properties. It is understood that the amount of non-magnetic material that is added is insufficient for the magnetic order in the amorphous film to be lost.
De amorfe magnetiske materialer ifølge oppfinnelsen har The amorphous magnetic materials according to the invention have
i høy grad magnetisk ordning og er enten ferromagnetiske, ferri-magnetiske eller antiferromagnetiske. Naturligvis er det den magnetiske ordning som gir den enaksede anisotropi som opptrer i disse materialer som på sin side gjør materialet meget anvendbart for anordningsanvendelse. highly magnetic order and are either ferromagnetic, ferrimagnetic or antiferromagnetic. Naturally, it is the magnetic arrangement that gives the uniaxial anisotropy that occurs in these materials, which in turn makes the material very useful for device use.
De magnetiske egenskaper ved disse sammensetninger kan endres under fremstillingen eller etter fremstillingen for å til-passes spesielle utførelsesformer. Det er fastslått at de magnetiske egenskaper er meget avhengig av sammensetningsområdet for bestanddelene og også av avsetningsforholdene som opptrer ved fremstillingen av sammensetningen. Imidlertid er de magnetiske egenskapers avhengighet av avsetningsparameterne mindre enn avhengigheten av bestanddelenes sammensetningsområder. Prosesser som herdning og ioneinnpodning kan anvendes etter fremstillingen av disse amorfe sammensetninger for å modifisere de magnetiske egenskaper. Videre kan disse magnetiske materialer dopes med .dopingsmidler uten at de strukturelle magnetiske egenskaper for filmene påvirkes i ugunstig retning. Derfor blir den magnetiske domenebevegelse i filmene ikke påvirket, hvilket er tilfelle ved vanlige krystallinske magnetiske filmer. Ekseppel på særlig egnede amorfe magnetiske sammensetninger er i det følgende angitte anvendelser og tabeller over materialer og deres egenskaper ved slutten av beskrivelsen. The magnetic properties of these compositions can be changed during manufacture or after manufacture to adapt to particular embodiments. It has been established that the magnetic properties are highly dependent on the composition range of the components and also on the deposition conditions that occur during the preparation of the composition. However, the dependence of the magnetic properties on the deposition parameters is less than the dependence on the composition ranges of the constituents. Processes such as hardening and ion implantation can be used after the production of these amorphous compositions to modify the magnetic properties. Furthermore, these magnetic materials can be doped with doping agents without the structural magnetic properties of the films being adversely affected. Therefore, the magnetic domain movement in the films is not affected, which is the case with ordinary crystalline magnetic films. Examples of particularly suitable amorphous magnetic compositions are the following applications and tables of materials and their properties at the end of the description.
Avhengig av vekslende samvirke som forekommer mellom disse materialer skulle det være mulig å tilveiebringe isolatorer, ledere og halvledere som er hovedsakelig amorfe. I metaller og halvledere kan slik vekslende samvirke enten være direkte som fØLge av overlapping av atombanene eller indirekte avhengig av lednings-elektroner. De er mekanismer som gjør amorft materiale hensiktsmessig for magnetisk anvendelse. Imidlertid er vekslingsmekanismen i isolatorer kritisk avhengig av bindingsvinkelene og bindingsav-standen. Da langsgående magnetisk ordning ikke forekommer i amorft materiale, kan disse vekslingsvilkår ikke oppfylles og noen magnetisk ordning kan ikke iakttas. Depending on the alternating interaction that occurs between these materials, it should be possible to provide insulators, conductors and semiconductors that are mainly amorphous. In metals and semiconductors, such alternating interaction can either be direct as a result of overlapping atomic orbitals or indirectly depending on conduction electrons. They are mechanisms that make amorphous material suitable for magnetic application. However, the switching mechanism in insulators is critically dependent on the bond angles and bond distance. As longitudinal magnetic order does not occur in amorphous material, these exchange conditions cannot be met and no magnetic order can be observed.
Fig. IA og IB er elektronstrålemikrofoto som illustrerer amorft og krystallinsk materiale. Elektronavbøyningsmønsteret på fig. IA er karakteristisk for et amorft materiale mens avbøynings-mønsteret på fig. IB er karakteristisk for et krystallinsk materiale. Fig. IA and IB are electron beam micrographs illustrating amorphous and crystalline material. The electron deflection pattern in fig. IA is characteristic of an amorphous material while the deflection pattern in fig. IB is characteristic of a crystalline material.
Nærmere bestemt er fig. IA og IB fremstillet ved hjelp av elektronavbøyning fra <n>en'Gd-Co-legering. Den opptrukne linje L på fig. IA og IB benyttes for blokkering av den innfallende elektronstråle for å lette frémstillingen av fotoene. Avbøyningsmønst-eret på fig. IA er karakteristisk for et amorft materiale. More specifically, fig. IA and IB prepared by electron deflection from <n>a'Gd-Co alloy. The solid line L in fig. IA and IB are used to block the incident electron beam to facilitate the framing of the photos. The deflection pattern in fig. IA is characteristic of an amorphous material.
Fig. IB er et elektronavbøyningsmønster for materialet Gd-Co på fig. IA etter at dette er krystallisert ved tilførsel av varme. I dette tilfellet ble den amorfe film på fig. IA bibeholdt i elektronstrålemikroskopet og oppvarmet til ca. 300°C. Avbøynings-mønsteret på fig. IB er karakteristisk for avbøyningen i et krystallinsk materiale. Både fig. IA og IB er i samme skala. Begge figurene illustrerer hovedsakelig amorfe egenskaper ved filmer som fremstilles ifølge foreliggende oppfinnelse. Fig. 1B is an electron deflection pattern for the material Gd-Co in fig. IA after this has been crystallized by the application of heat. In this case, the amorphous film of FIG. IA retained in the electron beam microscope and heated to approx. 300°C. The deflection pattern in fig. IB is characteristic of the deflection in a crystalline material. Both fig. IA and IB are on the same scale. Both figures mainly illustrate amorphous properties of films produced according to the present invention.
Fig. 2A og 2B viser tilstedeværelsen av magnetiske stripedomener i det amorfe materialet ifølge fig. IA. På fig,2A Fig. 2A and 2B show the presence of magnetic stripe domains in the amorphous material according to Fig. IA. In Fig. 2A
og 2B er referansemarkeringen M repet inn i filmen og denne mar-kering anvendes for å bestemme stripedomenenes bevegelse når et magnetfelt påtrykkes det amorfe materialet. and 2B, the reference marking M is written into the film and this marking is used to determine the movement of the stripe domains when a magnetic field is applied to the amorphous material.
Særlig på fig. 2A er de magnetiske stripedomener D klart synlige på det amorfe magnetiske materialet. Disse stripedomener har grenser generelt orientert i vertikal retning på figuren. Når et magnetfelt påtrykkes i det amorfe materialets plan, bibringes imidlertid stripedomenene D en helning. Dette blir tydelig når stillingen av domenene D i forhold til referansemarkeringen M under-søkes på begge figurer. Således illustrerer fig. 2A og 2B tilstedeværelsen av domener i det amorfe magnetiske materialet og domenenes bevegelse som følge av et påtrykt magnetfelt. Slik det vil fremgå In particular in fig. 2A, the magnetic stripe domains D are clearly visible on the amorphous magnetic material. These stripe domains have boundaries generally oriented in the vertical direction of the figure. However, when a magnetic field is applied in the plane of the amorphous material, the strip domains D are inclined. This becomes clear when the position of the domains D in relation to the reference marking M is examined in both figures. Thus illustrates fig. 2A and 2B the presence of domains in the amorphous magnetic material and the movement of the domains as a result of an applied magnetic field. As it will appear
av forklaring nedenfor, kan stripedomenene D bringes til å bryte saumen til runde bobledomener. of explanation below, the strip domains D can be made to break the seam into round bubble domains.
Amorfe filmer med en tykkelse på ca. l^um avsettes på NaCl, Si02 og A120^. Disse filmer har enakset anisotropi og har Amorphous films with a thickness of approx. l^um is deposited on NaCl, SiO2 and Al20^. These films have uniaxial anisotropy and have
også stripedomener. Et i rett vinkel påtrykt magnetfelt på noen få hundre 0 er tilstrekkelig til å få stripedomenene til å bryte sammen til runde bobledomener. Videre forflyttes bobledomene når det ytre magnetfelt forflyttes. Domenemønsteret i det amorfé materialet ligner de domenemønstere som kan iakttas i omhyggelig preparerte granatfilmer. Dette tyder på at det amorfe materialet amangler lokale inhomogeniteter, hvilket er tilstrekkelig til å tilveiebringe lokal fastholdelse av domener som skulle begrense domenenes bevegelse Naturligvis er dette en fordel i et amorft magnetmateriale hvor krystallstruktureffekter ifølge definisjonen ikke eksisterer. Kjernedannelse og forplantning av magnetiske domener i et slikt amorft materiale begrenses ikke av denne type defekter. also strip domains. A magnetic field of a few hundred 0 applied at right angles is sufficient to cause the stripe domains to collapse into round bubble domains. Furthermore, the bubble domain is moved when the external magnetic field is moved. The domain pattern in the amorphous material resembles the domain patterns that can be observed in carefully prepared garnet films. This suggests that the amorphous material mangles local inhomogeneities, which is sufficient to provide local retention of domains that would limit the domains' movement. Naturally, this is an advantage in an amorphous magnetic material where crystal structure effects, by definition, do not exist. Nucleation and propagation of magnetic domains in such an amorphous material is not limited by this type of defect.
Avhengig av spesiell anvendelse hvor disse amorfe magnetiske sammensetninger skal anvendes, er de nevnte magnetiske egenskaper regulerbare for optimalt resultat. Reguleringen av de magnetiske egenskaper i disse amorfe materialer, tilveiebringes lett ved hjelp av bestemte metoder under fremstillingen av de amorfe materialer og ved hjelp av prosesser som utnyttes etter at de amorfe sammensetninger er fremstillet. Til forskjell fra tidligere kjente krystallinske magnetmaterialer er de magnetiske egenskapene ved amorfe filmer generelt lettere å styre enn tilsvarende egenskaper i krystallinsk materiale . En grunn hertil er at de sammensetnings-variasjoner som tillates i et amorft materiale er meget mere vidt-gående enn de tillatte variasjoner i et krystallinsk materiale, fordi amorfe sammensetninger kjennetegnes av metastabilitet heller enn av termodynamisk likevekt. Forskjellige magnetiske egenskaper skal behandles hver for seg for å illustrere den fleksibilitet som amorft materiale byr på. Depending on the particular application where these amorphous magnetic compositions are to be used, the said magnetic properties are adjustable for optimal results. The regulation of the magnetic properties in these amorphous materials is easily achieved by means of specific methods during the production of the amorphous materials and by means of processes that are utilized after the amorphous compositions have been produced. In contrast to previously known crystalline magnetic materials, the magnetic properties of amorphous films are generally easier to control than corresponding properties in crystalline material. One reason for this is that the compositional variations that are permitted in an amorphous material are much wider than the permitted variations in a crystalline material, because amorphous compositions are characterized by metastability rather than by thermodynamic equilibrium. Different magnetic properties will be treated separately to illustrate the flexibility that amorphous material offers.
Metningsmagnetisering Mg. Saturation magnetization Mg.
Magnetiseringen endres lett i et amorft magnetisk materiale ved tilsetning av et magnetisk atom som koples med et normalt magnetisk atom i det amorfe materialet, eller et atom i det amorfe materialet som er magnetisk 1 en bestemt tilstand, f.eks. Mn, Cr, etc. For minskning av magnetiseringen koples det materiale som skal tilsettes den amorfe sammensetning antiferromagnetisk med de magnetiske atomer i det amorfe materialet. For å minske magnetiseringen ved amorft Gd-Co-legeringer reguleres f.eks. forholdet Gd/Co slik at materialets magnetiske moment på det nærmeste elimineres. The magnetization is easily changed in an amorphous magnetic material by the addition of a magnetic atom which couples with a normal magnetic atom in the amorphous material, or an atom in the amorphous material which is magnetic in a certain state, e.g. Mn, Cr, etc. To reduce the magnetisation, the material to be added to the amorphous composition is coupled antiferromagnetically with the magnetic atoms in the amorphous material. To reduce the magnetization in amorphous Gd-Co alloys, e.g. the ratio Gd/Co so that the material's magnetic moment is virtually eliminated.
For å øke magnetiseringen i et amorft materiale, tilsettes magnetiske atomer til sammensetningen som koples ferromagnetisk med de magnetiske atomer i den amorfe sammensetning. F.eks. tilveiebringer tilsetning av Nd til en amorf sammensetning av Gd-Co en økning av sammensetningens magnetisering. Som et annet eksempel kan nevnes at tilsetning av Co til en amorf sammensetning av Y-Co øker magnetiseringen. To increase the magnetization in an amorphous material, magnetic atoms are added to the composition which couple ferromagnetically with the magnetic atoms in the amorphous composition. E.g. addition of Nd to an amorphous composition of Gd-Co provides an increase in the magnetization of the composition. As another example, the addition of Co to an amorphous composition of Y-Co increases the magnetization.
Disse tilsetninger foretas under fremstillingen og ut-føres på følgende måte. En blanding av bestanddelene smeltes og støpes til en skiveformet plate éom anvendes som et mål for elektrode-forstøvning. Sammensetningen kan reguleres under målfremstillingen eller filmens sammensetning kan også. varieres under forstøvnings-prosessen ved hjelp av regulering av forspenningen på substratet for foretrukken omforstøvning av en del av en eller flere av bestanddelene. Alternativt kan et andre mål av tilsetningselementet anbringes i forstøvningssystemet slik at et av tilsetningselementene innføres i den avsatte film. These additions are made during production and are carried out in the following manner. A mixture of the components is melted and cast into a disc-shaped plate to be used as a target for electrode sputtering. The composition can be regulated during target preparation or the composition of the film can too. is varied during the atomization process by means of regulation of the bias voltage on the substrate for preferred re-atomization of a part of one or more of the components. Alternatively, a second measure of the additive element can be placed in the atomization system so that one of the additive elements is introduced into the deposited film.
Når tynne filmer fremstilles ved vakuumfordmpning, kan tilsetningens konsentrasjon varieres i fordampningskilden eller også kan en supplementskilde av tilsetningselementet anvendes. When thin films are produced by vacuum evaporation, the concentration of the additive can be varied in the evaporation source or a supplementary source of the additive element can also be used.
På fig. 3A er vist en kurve for magnetiseringen ved romtemperatur som funksjon av konsentrasjonen av kobolt i en amorf Gd-Co-legering. Av denne kurve fremgår at mengden av magnetis. atom Co i den amorfe legering bestemmer legeringens magnetisering. Som følge herav endres legeringens magnetisering ved tilsétning av materiale til den amorfe legering hvilket endrer Gd/Co-forholdet og dermed den grad i hvilken materialets magnetiske moment oppheves, In fig. 3A shows a curve for the magnetization at room temperature as a function of the concentration of cobalt in an amorphous Gd-Co alloy. From this curve it appears that the amount of magnetis. atomic Co in the amorphous alloy determines the alloy's magnetization. As a result, the alloy's magnetization changes when material is added to the amorphous alloy, which changes the Gd/Co ratio and thus the degree to which the material's magnetic moment is cancelled,
Sammensetningsområdet nær magnetiseringens minimum er særlig egnet for materiale med lite magnetisk moment og høyt Curie-punkt. På grunn av at den lave magnetisering for sammensetninger nær 79 atomprosent kobolt som stammer fra en senkning av Gd-Co-momentene heller enn fra uttynningseffekter, blir Curie-punktet som i stor utstrekning bestemmes av Gd-Co-samvirke, ikke påvirket. Føl-gelig kan magnetiseringen for materialet ved romtemperatur endres under opprettholdelse av Tq innen bestemte grenser. The composition range close to the magnetization minimum is particularly suitable for material with a low magnetic moment and a high Curie point. Because the low magnetization for compositions near 79 atomic percent cobalt originates from a lowering of the Gd-Co moments rather than from dilution effects, the Curie point, which is largely determined by Gd-Co interaction, is not affected. Consequently, the magnetization of the material at room temperature can be changed while maintaining Tq within certain limits.
En annen måte å endre magnetiseringen på for en amorf legering, er å tilsette små mengder N^, når den amorfe legering elektrodef orstøves. Når f.eks. GdGOj- elektrodef orstøves i argon, Another way to change the magnetization of an amorphous alloy is to add small amounts of N^ when the amorphous alloy is electrodeposited. When e.g. GdGOj electrodes are sputtered in argon,
får man en tilsetning av små mengder N2 (ca. 1 volumprosent N2 i argongassen) vil stripedomenene i materialet minske markant i størrelse. Dette indikerer på sin side en økning av magnetiseringen 4 Ti Mg. Dette betyr at den antiferromagnetiske kopling av Gd og Co if small amounts of N2 are added (approx. 1 volume percent N2 in the argon gas), the stripe domains in the material will decrease markedly in size. This in turn indicates an increase in the magnetization 4 Ti Mg. This means that the antiferromagnetic coupling of Gd and Co
påvirkes slik at magnetiseringen øker uten at det amorfe materialets ..anaksede anisotropi økes. Nitrogen binder seg med Gd og dette minske den antiferromagnetiske kopling mellom Gd og Co. Momentet for Co"-"'' subgitteret blir mindre effektivt opphevet av Gd-subgittermomentet slik at magnetiseringen øker. is affected so that the magnetization increases without the amorphous material's ..anaxial anisotropy being increased. Nitrogen binds with Gd and this reduces the antiferromagnetic coupling between Gd and Co. The moment for the Co"-"'' sublattice is less effectively canceled by the Gd sublattice moment so that the magnetization increases.
Fig. 3B viser en kurve for magnetiseringen Ms i vilkårlige enheter som funksjon av sammensetningen for den amorfe Gd-Co-legeringen også i vilkårlige enheter. Dette er et minimum av magnetisering ved en bestemt sammensetning av Gd-Co. Fig. 3B shows a curve of the magnetization Ms in arbitrary units as a function of the composition for the amorphous Gd-Co alloy also in arbitrary units. This is a minimum of magnetization at a certain composition of Gd-Co.
Hvis Gd-Co-sammensetningen er normal for sammensetningen A og sammensetningen fremstilles ved tilstedeværelse av N2, opptrer en forskyvning av magnetiseringen som om en økning av koboltinn-holdet skulle opptre. Derfor blir magnetiseringen større. Hvis man på den andre side starter med en sammensetning C og tilsetter nitrogen vil den fremstilte films mangetisering endres mot et minimum. Derfor kan magnetiseringen Mg endres ved enkel tilsetning av Ng til materialet for endring av vekslingsforbindelsen mellom bestanddelene i sammensetningen til større eller lavere magnetisering i samsvar med hvor man befinner seg på magnetiserings- sammensetningskurven for dette materialet. If the Gd-Co composition is normal for composition A and the composition is prepared in the presence of N2, a shift in the magnetization appears as if an increase in the cobalt content were to occur. Therefore, the magnetization becomes larger. If, on the other hand, one starts with a composition C and adds nitrogen, the magnetization of the produced film will change towards a minimum. Therefore, the magnetization Mg can be changed by simply adding Ng to the material to change the exchange connection between the constituents in the composition to higher or lower magnetization in accordance with where one is on the magnetization composition curve for this material.
Koersitivkraft H . Coercive force H .
c c
Koersitivkraften i magnetmaterialet er en primær faktor for å bestemme muligheten for å forflytte magnetiske domener imma-terialet. Justeringer med hensyn til koersitivkraften innebærer vanligvis endring av det magnetiske materialets kornstørrelse fordi koersitivkraften er avhengig av kornstørrelsen. Generelt sett er koersitivkraften•maksimal for en bestemt verdi av kornstørrelsen og minsker for kornstørrélser mindre enn og større enn det som gir maksimal koersitivkraft. F.eks. er koersitivkraften stor i magnetmateriale hvor kornstørrelsen nærmer seg domenegrensebredden. The coercive force in the magnetic material is a primary factor in determining the possibility of moving magnetic domains in the material. Adjustments with respect to the coercive force usually involve changing the magnetic material's grain size because the coercive force is dependent on the grain size. Generally speaking, the coercive force•is maximum for a certain value of the grain size and decreases for grain sizes smaller than and larger than what gives the maximum coercive force. E.g. the coercive force is large in magnetic material where the grain size approaches the domain boundary width.
Kornstørrelsen kan påvirkes ved tilsetning av dopings-materialet som f.eks. NgOg . Disse tilsetninger endrer den magnetiske ordning i den amorfe film slik at den blir forskjellig fra eller lik domenegrensebredden £ . Hvis 6 er større enn ordningen, The grain size can be affected by the addition of the doping material such as e.g. NgOg. These additions change the magnetic order in the amorphous film so that it becomes different from or equal to the domain boundary width £ . If 6 is greater than the arrangement,
er H c liten fordi hvis £ er lik ordningD en er H cmaksimal, is H c small because if £ is equal to order D en H c is maximal,
Ioneinnpodning til en bestemt dybde er normalt fordelaktig når det 'ikke er ønskelig å varme opp det amorfe materialet. Oppvarming over en viss temperatur endrer det amorfe materialet til krystallinsk tilstand som kanskje ikke er en'reversiben tilstand. Herdning for krystallisering av den amorfe film for tilveiebringelse av korn av ønsket størrelse kan også anvendes. Ion implantation to a certain depth is normally advantageous when it is not desirable to heat the amorphous material. Heating above a certain temperature changes the amorphous material to the crystalline state which may not be a reversible state. Curing for crystallization of the amorphous film to provide grains of the desired size can also be used.
Andre fremgangsmåter til å påvirke koersitivkraften omfatter overflatebehandling som f.eks. forstøvningsetsing og ione-etsing for å gjøre overflatestrukturen ujevn. Dette påvirker på Other methods to influence the coercive force include surface treatment such as e.g. sputter etching and ion etching to make the surface structure uneven. This affects on
sin side domenenes forflytning i det amorfe magnetiske materialet. Curie-temperatur Tc. in turn, the movement of the domains in the amorphous magnetic material. Curie temperature Tc.
c c
Slike amorfe magnetiske materialer er lette å legere Such amorphous magnetic materials are easy to alloy
for å øke Curie-temperaturen uten at materialets struktur påvirkes to increase the Curie temperature without affecting the material's structure
i ufordelaktig retning. Følgelig utøves ingen begrensende inn virkning på grunn av et fasediagram slik som tilfelle er for krystallinsk materiale. Legeringsområde med stor utstrekning ca. 50 atomprosent) kan anvendes så lenge den enaksede anisotropi i materialet ikke påvirkes. Generelt følger Gurie-temperaturen lineæi mengden av tilstedeværende magnetiske atomer. Curie-temepraturen i disse amorfe materialer er lettere å styre enn i krystallinske magnetiske materialer. in an unfavorable direction. Accordingly, no limiting effect is exerted due to a phase diagram as is the case for crystalline material. Alloy area with a large extent of approx. 50 atomic percent) can be used as long as the uniaxial anisotropy in the material is not affected. In general, the Gurie temperature follows linearly the amount of magnetic atoms present. The Curie temperature in these amorphous materials is easier to control than in crystalline magnetic materials.
Legeringsforholdene anvendes for endring av Curie-temperaturen ved amorfe magnetiske materialer. For eksempel vil en amorf Gd-Co-legering som tilsettes magnetiske atomer med mindre moment, f.eks. Ni, Cr, Mn eller umagnetiske atomer f.eks. Cu, Al, Ag, Pd, Ga, In, etc. sénke Curie-temperaturen mens tilsetning av The alloying conditions are used to change the Curie temperature in amorphous magnetic materials. For example, an amorphous Gd-Co alloy added to magnetic atoms with less torque, e.g. Ni, Cr, Mn or non-magnetic atoms e.g. Cu, Al, Ag, Pd, Ga, In, etc. lower the Curie temperature while addition of
et element som f.eks. Fe øker Curie-temperaturen. Styrken av den magnetiske kopling i materialet endres ved de tilsatte elementerv Faraday-rotasjon 0„r. an element such as Fe increases the Curie temperature. The strength of the magnetic coupling in the material is changed by the added elementsr Faraday rotation 0„r.
Øket Faraday-rotasjon eller Kerr-rotasjon i en lysstråle som faller på amorft magnetisk materiale oppnås ved amorft materiale med et sterkt magnetisk moment. Dopingsmateriale i form av sjeldne jordarter f.eks. Tb, Dy, Ho, kan tilsettes det amorfe materialet eller også kan legeringstilsetninger tilsettes materialet. Når det f.eks. gjelder den amorfe Gd-Co-legering,vil økningen av mengden Co bety øket Faraday-rotasjon. Også tilsetning av Fe til materialet vil øke Faraday-rotasjonen. For høy Faraday-rotasjon erdet ønskelig at magnetiseringen 47TM shar så stor verdi som mulig (f.eks. 8000 - 10000 Gaus). Increased Faraday rotation or Kerr rotation in a light beam falling on amorphous magnetic material is achieved by amorphous material with a strong magnetic moment. Doping material in the form of rare earth species, e.g. Tb, Dy, Ho, can be added to the amorphous material or alloy additions can be added to the material. When it e.g. for the amorphous Gd-Co alloy, increasing the amount of Co will mean increased Faraday rotation. Also adding Fe to the material will increase the Faraday rotation. For high Faraday rotation, it is desirable for the magnetization 47TM to have as large a value as possible (eg 8000 - 10000 Gauss).
Karakteristisk lengde (L-parameter). Characteristic length (L parameter).
Parameteren L er en størrelse som er særlig anvendbar ved utforming av magnetbobledomenesystemer. En nærmere beskrivelse av denne parameter er gjort av A.A. Thiele i Journal of Applied Physics nr. kl side 1139 (1970). The parameter L is a quantity that is particularly applicable when designing magnetic bubble domain systems. A more detailed description of this parameter has been made by A.A. Thiele in Journal of Applied Physics No. kl page 1139 (1970).
Parameteren L er meget avhengig av bestanddelenes utstrekning i den amorfe legering. Således viser f.eks. fig. HA varia The parameter L is very dependent on the extent of the constituents in the amorphous alloy. Thus shows e.g. fig. Have variety
sjoner i parameteren L (nærmere bestemt tions in the parameter L (more precisely
som funksjon av as a function of
magnetionekonsentrasjonen i en..amorf magnetisk legering. I dette spesielle tilfellet er sammensetningen Gd-Co og den horisontale akse er Co-konsentrasjonen. Herav fremgår at parameteren L kan varieres ved endring av den amorfe legerings sammensetning. Kurven på fig. 4A er tegnet opp for forskjellige sammensetninger av Gd- the magnetic ion concentration in an..amorphous magnetic alloy. In this particular case, the composition is Gd-Co and the horizontal axis is the Co concentration. From this it appears that the parameter L can be varied by changing the composition of the amorphous alloy. The curve in fig. 4A is plotted for different compositions of Gd-
Co hvor alle fremstillingsparametere holdes konstant for hver enkelt prøve. Samme sammensetninger som er fremstillet under andre forhold har andre verdier for parameteren L. Som følge av at sammensetningsområdet for et amorft materiale lett kan varieees innen vide grenser, hvilket avvikes fra forholdet for krystallinskmagnetisk materiale, Co where all manufacturing parameters are kept constant for each individual sample. The same compositions produced under other conditions have different values for the parameter L. As a result of the fact that the composition range for an amorphous material can easily be varied within wide limits, which deviates from the relationship for crystalline magnetic material,
er det relativt lett å variere parameteren L. it is relatively easy to vary the parameter L.
Fig. 4B viser parameteren L avhengig av tykkelsen H av det amorfe magnetiske sjikt. Under en kritisk tykkelse for hver sammensetting kan det ikke oppnås tilstrekkelig rettvinklet anisotropi for støtte til bobledomenene og derfor er kurven vist med streket linje under den kritiske tykkelse. For den her aktuelle spesielle sammensetning 20 atomprosent Gd og 80 atomprosent Fe, Fig. 4B shows the parameter L depending on the thickness H of the amorphous magnetic layer. Below a critical thickness for each composition, sufficient right-angled anisotropy cannot be achieved to support the bubble domains and therefore the curve is shown with a dashed line below the critical thickness. For the special composition in question here, 20 atomic percent Gd and 80 atomic percent Fe,
gir en tykkelse på 0,2yum tilstrekkelig rettvinklet anisotropi for å befordre bobledomenene. a thickness of 0.2yum provides sufficient right-angle anisotropy to promote the bubble domains.
Domenegrenseenergi <s . Domain boundary energy <s .
w w
Dbmenegrenseenergien a Wer beslektet med det amorfe - materialets L-parameter. Domenegrenseenergien er også direkte proporsjonal med ^~^u hvor A er materialets vekslingskonstant og Ku er materialets enaksede rettvinklede anisotropikonstant. The Dbmene limit energy a was related to the L parameter of the amorphous material. The domain boundary energy is also directly proportional to ^~^u where A is the material's exchange constant and Ku is the material's uniaxial right-angled anisotropy constant.
Fig. 5 viser en kurve for domenegrenseenergien kTTø wi erg/cm målt som funksjon av den substrattforspenning som anvendes under elektrodeforstøvningen av amorft Gd-Co-legeringer som inneholder 80-85 atomprosent Co. Denne substratforspenning er en spenning på substratet målt i forhold til jord. I den likestrøm-elektrodeforstøvningsinnretning som anvendes for å frembringe kurven på fig. 5, er det påtrykt ca. 2000 volt mellom anoden og katoden for å tilveiebringe avsetningen av den amorfe Gd-Co-sammensetning. Anvendelse av substratforspenning muliggjør styring av avsetningen og de magnetiske egenskapene for det avsatte amorfe materialet. På denne måte kan domenegrenseenergien varieres innen et vidt område. Domenegrenseenergien kan også endres ved endring av vekslingskon-stanten A eller anisotropien K . Vekslingskonstanten A representerer styrken av det magnetiske kopling i materialet og er proporsjonal med Curie-temperaturen T . Følgelig varierer konstanten A fra det ene materialet til det andre. Endringer i anisotropi skal behandles nedenfor. Fig. 5 shows a curve for the domain boundary energy kTTø wi erg/cm measured as a function of the substrate bias used during the electrode sputtering of amorphous Gd-Co alloys containing 80-85 atomic percent Co. This substrate bias is a voltage on the substrate measured in relation to earth. In the direct current electrode atomization device used to produce the curve of fig. 5, it is printed approx. 2000 volts between the anode and the cathode to provide the deposition of the amorphous Gd-Co composition. Application of substrate bias enables control of the deposition and the magnetic properties of the deposited amorphous material. In this way, the domain boundary energy can be varied within a wide range. The domain boundary energy can also be changed by changing the exchange constant A or the anisotropy K . The exchange constant A represents the strength of the magnetic coupling in the material and is proportional to the Curie temperature T . Consequently, the constant A varies from one material to another. Changes in anisotropy will be discussed below.
Anisotropi K . Anisotropy K .
Materialets anisotropi kan varieres ved endring av den fremgangsmåte som anvendes for fremstilling av den amorfe sammensetning. F.eks. er sammensetningen en avgjørende faktor likesom tykkelsen av den avsatte film. Generelt sett er Ku en funké^on av materialsammensetningen og oppbygningsforholdene. Disse faktorer skal beskrives nærmere nedenfor. The material's anisotropy can be varied by changing the method used to produce the amorphous composition. E.g. the composition is a decisive factor as is the thickness of the deposited film. Generally speaking, Ku is a function of the material composition and structural conditions. These factors shall be described in more detail below.
Domenestørrelse og domenegrensebredde . Domain size and domain border width.
T/7T T/7T
Domenegrensebredden er lik v — Kuhvor A er materialets vekslingskonstant og Ku er materialets anisotropi. Som tidligere nevnt er anisotropien Ky avhengig av den amorfe films tykkelse og av avsetningshastigheten. Derfor kan domenegrensebredden £ varieres ved endring av anisotropien K . Denne er på sin side en funksjon av sammensetningen av det amorfe sjikt, dets område av bestanddeler og av den avsetningsmåte som anvendes fed fremstilling av det amorfe materialet. I den del av beskrivelsen som gjelder fremstillings-måter, finnes kurver som illustrerer anisotropiers Ku variasjon med sjikttykkelsen og avsetningshastigheten. The domain boundary width is equal to v — Ku Where A is the exchange constant of the material and Ku is the anisotropy of the material. As previously mentioned, the anisotropy Ky depends on the thickness of the amorphous film and on the deposition rate. Therefore, the domain boundary width £ can be varied by changing the anisotropy K . This, in turn, is a function of the composition of the amorphous layer, its range of constituents and of the deposition method used in the preparation of the amorphous material. In the part of the description that concerns production methods, there are curves illustrating the variation of anisotropy Ku with the layer thickness and the deposition rate.
Domenestørrelsen er en funksjon av den karakteristiske lengde L og filmens tykkelse. Generelt velges domenestørrelsen slik at den ønskede virkning blir optimal. For magnetbobledomenesystemer er den karakteristiske lengde L gitt ved ligningen: The domain size is a function of the characteristic length L and the thickness of the film. In general, the domain size is chosen so that the desired effect is optimal. For magnetic bubble domain systems, the characteristic length L is given by the equation:
Følgelig kan den karakteristiske lengde og dermed domenestørrelsen endres ved endring av magnetiseringen M s , anisotropien K uog vekslingskonstanten A. Consequently, the characteristic length and thus the domain size can be changed by changing the magnetization M s , the anisotropy K u and the exchange constant A.
Vekslingskonstanten er en størrelse som representerer styrken av den magnetiske kopling i et bestemt «materiale. Den er proporsjonal med Curie-temperaturen og er større for materialer som har høyere Curie-temperatur T . Som nevnt tidligere er anisotropien Ku en funksjon av materialsammensetningen og de øvrige forhold som anvendes ved fremstillingen av materialet. Magnetiseringen Ms stammer fra magnetiske spinn og orienteringen av disse (parallelt eller antiparallelt). Denne størrelse er temperaturavhengig og kan varieres ved endring av den amorfe films sammensetning og de parametere som er aktuelle ved fremstillingen av den amorfe film. Derfor kan domenestørrelsen lett endres innen vide områder. Fremstillingsmetoder. The exchange constant is a quantity that represents the strength of the magnetic coupling in a certain material. It is proportional to the Curie temperature and is greater for materials that have a higher Curie temperature T . As mentioned earlier, the anisotropy Ku is a function of the material composition and the other conditions used in the production of the material. The magnetization Ms originates from magnetic spins and their orientation (parallel or antiparallel). This size is temperature-dependent and can be varied by changing the composition of the amorphous film and the parameters relevant to the production of the amorphous film. Therefore, the domain size can be easily changed within wide areas. Manufacturing methods.
De amorfe magnetiske materialer kan fremstilles i masse-form eller tynnfilmform. Generelt kan hvilken som helst kjent filmavsetningsteknikk anvendes inklusiv elektrodeforstøvning og fordampning. The amorphous magnetic materials can be produced in mass form or thin film form. In general, any known film deposition technique can be used including electrode sputtering and evaporation.
For tilveiebringelse av en massefilm av amorft magnetisk materiale kan dynkekjøling være en anvendbar metode. Ved denne måte blir filmbestanddelene oppvarmet og i flytende form spredd ut på en kald flate slik at bestanddelene størkner og danner en amorf massefilm. Dette gir en hurtig størkning fra den flytende fase. For the preparation of a bulk film of amorphous magnetic material, immersion cooling can be a useful method. In this way, the film components are heated and spread out in liquid form on a cold surface so that the components solidify and form an amorphous mass film. This results in rapid solidification from the liquid phase.
Enakset anisotropi kan tilveiebringes i massefilmer ved at disse utsettes for atombombardemang i et påtrykt magnetfelt eller ved å herdes i et magnetfelt ved en temperatur under krystalli-seringstemperaturen for filmen. En annen metode for å tilveiebringe massefilm, er kontinuerlig fordampning. Uniaxial anisotropy can be provided in pulp films by subjecting these to atomic bombardment in an applied magnetic field or by curing in a magnetic field at a temperature below the crystallization temperature of the film. Another method of providing bulk film is continuous evaporation.
Fremstillingen av tynn amorf film ifølge oppfinnelsen kan skje ved avsetning fra dampfase, hurtig avkjøling fra flytende fase eller ioneinnpodning for justering av anisotropien. Vanllig-vis er disse amorfe filmer avhengig av hastigheten for avsetningen av atomer på substratet, temperaturen for substratet og innfalls-vinkelen for de atomer som avsettes på substratet. Hvis de innkommende atomer ikke er i stand til å oppnå en bestemt likevekts-tilstand, øker tendensen til dannelse av amorfe filmer. I denne forbindelse skal vises til "The Use of Thin Films in Physical Investigations" av S.Mader utgitt av J.C.Anderson (Academic, New York, 1966) side 433. Se også U.S.-patentskrift nr. 3.427.154 som angår fremstilling av amorfe tynne filmer. The production of thin amorphous film according to the invention can take place by deposition from the vapor phase, rapid cooling from the liquid phase or ion implantation to adjust the anisotropy. Usually, these amorphous films depend on the rate of deposition of atoms on the substrate, the temperature of the substrate and the angle of incidence of the atoms that are deposited on the substrate. If the incoming atoms are unable to achieve a certain equilibrium state, the tendency to form amorphous films increases. In this connection, reference should be made to "The Use of Thin Films in Physical Investigations" by S. Mader published by J.C. Anderson (Academic, New York, 1966) page 433. See also U.S. Patent No. 3,427,154 relating to the preparation of amorphous thin films.
For å befordre parordning som en måte for å tilveiebringe enakset anisotropi i disse filmer, synes det å være vesentlig at avsetningsatomene treffer substratet i en innfallsvinkel som er forskjellig fra 90°. Dette betyr at de innfallende atomer må ha en viss Hastighetskomponent parallelt med substratflaten for oppnåelse av enakset anisotropi i filmen. En slik vinkel gir en atombevegelse parallelt med substratet hvilket på sin side befordrer parordning fordi de innkommende atomer kan forflytte seg og velge en stilling som senker energien i systemet via materialets avmagnetiseringsfelt. Faseseparasjon befordres, og dette fører til dannelse av anisotropi fordi klynger av lignende atomer grupperes sammen på et sted hvor energien i systemet minsker. Dette leder på sin side til sammensetningsgrupperinger og disse fører som tidligere nevnt til anisotropi i filmen. To promote pairing as a means of providing uniaxial anisotropy in these films, it appears essential that the deposition atoms strike the substrate at an angle of incidence other than 90°. This means that the incident atoms must have a certain velocity component parallel to the substrate surface to achieve uniaxial anisotropy in the film. Such an angle gives an atomic movement parallel to the substrate, which in turn promotes pairing because the incoming atoms can move and choose a position that lowers the energy in the system via the material's demagnetization field. Phase separation is promoted, and this leads to the formation of anisotropy because clusters of similar atoms are grouped together at a place where the energy in the system decreases. This, in turn, leads to compositional groupings and, as previously mentioned, these lead to anisotropy in the film.
En annen faktor i forbindelse med oppnåelse av enakset anisotropi er avsetningshastigheten for de innkommende atomer. Hvi avsetningshastigheten er for stor, kan innkommende atomer ikke forflytte seg i større utstrekning på substratflaten, hvilket be-grenser bevegeligheten parallelt med substratet. I denne forbindelse skal vises til fig. 6 som er en kurve som viser avsetningshastigheten i Å pr. sekund som funksjon av høyfrekvensenergi som anvendes i et forstøvningssystem for avsetning av amorft materiale. I dette tilfellet er det amorfe magnetiske materialet Gd-Co. På fig. 6 er vist en kritisk avsetningshastighet på 4Å pr. sekund for en bestemt substrattemperatur og sammensetning. Dette •betyr at ved en avsetningshastighet på 4Å pr. seknnd vil vedkommende Gd-Co-rprøven som inneholder ca. 80 atomprosent Co, ha et domenemønster som er karakteristisk for enakset rettvinklet anisotropi i den amorfe magnetiske legering. Another factor in achieving uniaxial anisotropy is the deposition rate of the incoming atoms. If the deposition rate is too great, incoming atoms cannot move to a greater extent on the substrate surface, which limits mobility parallel to the substrate. In this connection, reference should be made to fig. 6 which is a curve showing the deposition rate in Å per second as a function of high-frequency energy used in a sputtering system for the deposition of amorphous material. In this case, the amorphous magnetic material is Gd-Co. In fig. 6 shows a critical deposition rate of 4 Å per second for a specific substrate temperature and composition. This •means that at a deposition rate of 4Å per secondly, the relevant Gd-Co-r test, which contains approx. 80 atomic percent Co, have a domain pattern characteristic of uniaxial right-angle anisotropy in the amorphous magnetic alloy.
På fig. 6 er avsetningen foretatt med et magnetfelt In fig. 6, the deposition is carried out with a magnetic field
på 500 i rett vinkel på substratet og uten tilstedeværelsen av megnetfeltet for å bestemme virkningen av magnetfeltet under avsetningen. Virkningen av magnetfeltet er ikke stor selv om det i en viss grad forbedrer forstøvningens virkningsgrad. of 500 at right angles to the substrate and without the presence of the magnetic field to determine the effect of the magnetic field during the deposition. The effect of the magnetic field is not great, although it improves the efficiency of the atomization to a certain extent.
Når substratforspenningen som anvendes ved forstøvnings systemet, øker, øker generelt anisotropien. Dette skyldes at forspenningen forårsaker at innkommende atomer kan frigjøres fra over-flaten av filmen. Følgelig har atomene mere bevegelighet parallelt med substratflaten slik at de kan nå de ønskede steder som leder til sammensetningsgruppering eller parordning. As the substrate bias used by the sputtering system increases, the anisotropy generally increases. This is because the bias causes incoming atoms to be released from the surface of the film. Consequently, the atoms have more mobility parallel to the substrate surface so that they can reach the desired locations leading to composition grouping or pairing.
Fig. 7 viser en kurve for anisotropien Ku (erg/cm ) som funksjon av tykkelsen H av den magnetiske amorfe film målt i yum. Fig. 7 shows a curve for the anisotropy Ku (erg/cm ) as a function of the thickness H of the magnetic amorphous film measured in yum.
For denne film av amorft GdFe-materiale kreves en kritisk anisotropi på ca. 1,2 x 10 5 erg/cm 3 for å befordre domenene i filmen, hvilket kommer til uttrykk i stabiliseringstilstanden K ~? 27TM . For this film of amorphous GdFe material, a critical anisotropy of approx. 1.2 x 10 5 erg/cm 3 to promote the domains in the film, which is expressed in the stabilization state K ~? 27TM.
us Denne kritiske anisotropi opptrer ved en filmtykkelse på 0,2 ^um. us This critical anisotropy occurs at a film thickness of 0.2 µm.
For avsetning av amorft magnetisk materiale, holdes substrattemperaturen forholdsvis lav. Disse filmer kan avsettes ved romtemperatur eller lavere og avsettes normalt ved en temperatur som ligger under den temperatur som vil forårsake krystallisering av materialet. F.eks. for amorft Gd-Co-materiale er den øvre grense for substrattemperaturen ca. 300°C dvs. krystalliserings-temperaturen. For the deposition of amorphous magnetic material, the substrate temperature is kept relatively low. These films can be deposited at room temperature or lower and are normally deposited at a temperature below the temperature that will cause crystallization of the material. E.g. for amorphous Gd-Co material, the upper limit for the substrate temperature is approx. 300°C, i.e. the crystallization temperature.
Fig. 8 viser en kurve over avsetningshastigheten i logaritmisk skala som funksjon av substrattemperaturen for Gd-Co-og Gd-Fe-legeringer. Av denne kurve fremgår at amorft magnetisk film kan fremstilles over et vidt område av substrattemperatur avhengig av avsetningshastigheten. Generelt må substrattemperaturen avhengig av hvilken avsetningshastighet som anvendes, være lavere enn den ved hvilken krystallisering opptrer, for å tilveiebringe amorft magnetisk materiale i samsvar med oppfinnelsen. Fig. 8 shows a curve of the deposition rate on a logarithmic scale as a function of the substrate temperature for Gd-Co and Gd-Fe alloys. From this curve it appears that amorphous magnetic film can be produced over a wide range of substrate temperature depending on the deposition rate. In general, depending on which deposition rate is used, the substrate temperature must be lower than that at which crystallization occurs, in order to provide amorphous magnetic material in accordance with the invention.
Påkjenningsfrembragt anisotropi kan også anvendes for Stress-induced anisotropy can also be used for
å tilveiebringe de aktuelle magnetiske materialer. Denne type anisotropi kan anvendes sammen med de øvrige metoder f.eks. parordning etc. for å oppnå anisotropi eller også kan påkjenningsfrem-bringelse utnyttes alene. For påkjenningsfrembragt anisotropi velges substratet i forhold til magnetostriksjonen for den film som skal avsettes på sådan måte at anisotropi tilveiebringes i den amorfe film. Filmen kan utsettes for en viss påkjenning ved romtemperatur hvis filmen og substratet har forskjellige varmeutvidelses-koeffisienter. to provide the relevant magnetic materials. This type of anisotropy can be used together with the other methods, e.g. pairing etc. to achieve anisotropy or stress generation can be used alone. For stress-induced anisotropy, the substrate is selected in relation to the magnetostriction of the film to be deposited in such a way that anisotropy is provided in the amorphous film. The film can be subjected to a certain stress at room temperature if the film and the substrate have different coefficients of thermal expansion.
Som nevnt tidligere kan mange substrater komme på tale. Da det ikke er noen begrensning med hensyn til krystallografisk tilpasning ved fremstilling av amorfe filmer, er substratvalget helt fritt. Disse substrater kan bestå av hvilke som helst kjente materialer såsom metaller og isolatorer, og også halvledere. Ikke stive substrater f.eks. plast kan også anvendes . As mentioned earlier, many substrates can be used. As there is no restriction with regard to crystallographic adaptation when producing amorphous films, the choice of substrate is completely free. These substrates can consist of any known materials such as metals and insulators, and also semiconductors. Non-rigid substrates, e.g. plastic can also be used.
Filmer med anisotropi i planet kan endres til filmer med vinkelrett anisotropi ved at de herdes. F.eks. endrer herdning av Gd-Co-filmer ved ca.300 - 400°C anisotropi i planet til rettvinklet anisotropi. Når filmtykkelsen øker, øker naturligvis sannsyn-ligheten for vinkelrett anisotropi. F.eks. har Gd-Co-filmer med en tykkelse på minst 2000Å normalt vinkelrett anisotropi. Films with in-plane anisotropy can be changed to films with perpendicular anisotropy by hardening. E.g. changes hardening of Gd-Co films at approx. 300 - 400°C from in-plane anisotropy to right-angled anisotropy. As the film thickness increases, the probability of perpendicular anisotropy naturally increases. E.g. have Gd-Co films with a thickness of at least 2000Å normal perpendicular anisotropy.
De amorfe magnetiske materialer ifølge oppfinnelsen kan anvendes for et utall anvendelser, f.eks. i bobledomenesystemer, stråleadressbare arkiver, lysmodulatorer, permanentmagneter og opp-tegningsmedier på bånd og plater. Hver av disse anvendelser skal behandles sammen med de tilhørende parametere. The amorphous magnetic materials according to the invention can be used for a myriad of applications, e.g. in bubble domain systems, beam addressable archives, light modulators, permanent magnets and recording media on tape and disc. Each of these applications must be treated together with the associated parameters.
Bobledomenesystemer. Bubble domain systems.
Ved magnetbobledomenesystemer er det viktig at størrelser 4 M ser liten og at materialet har enakset, vinkelrett anisotropi. Videre bør godhetsfaktoren Q = H cL M7TM Svære større enn en, hvor In the case of magnetic bubble domain systems, it is important that sizes 4 M look small and that the material has uniaxial, perpendicular anisotropy. Furthermore, the goodness-of-fit factor Q = H cL M7TM should be much greater than one, where
H a er enakseanisotropimagnetfeltet og M ser materialets metningsmagnetisering. Videre bør koersitivkraften HQ for materialet være liten for å lette magnetdomenenes forflytning, kjernedannelse og sammenbrudd i det amorfe magnetiske materialet. Da godhetsfaktoren Q bør være større enn en for å tilveiebringe stabile bobledomener, anvendes vanligvis systemer med svak magnetisering, fordi det er vanskelig å tilveiebringe sterkt induserte anisotropifelter H a.. I ferromagnetiske systemer er det mulig å minske magnetiseringen Ms ved uttynning med et umagnetisk element, men på grunn av at detn magnetiske Curie-temperatur følger magnetiseringen, kan tilstrekkelit liten verdi av 4n^M sbare tilvéiebringes i legeringer med arbeids-temperatur nær Curie-temperaturen. H a is the uniaxial anisotropy magnetic field and M is the material's saturation magnetization. Furthermore, the coercive force HQ for the material should be small to facilitate the movement, nucleation and breakdown of the magnetic domains in the amorphous magnetic material. As the goodness-of-fit factor Q should be greater than one to provide stable bubble domains, systems with weak magnetization are usually used, because it is difficult to provide strongly induced anisotropy fields H a.. In ferromagnetic systems, it is possible to reduce the magnetization Ms by dilution with a non-magnetic element , but because the magnetic Curie temperature follows the magnetization, a sufficiently small value of 4n^M can be obtained in alloys with a working temperature close to the Curie temperature.
Lavt magnetisk moment med høy ordningstemperatur slik Low magnetic moment with high arrangement temperature like this
at det amorfe materialet blir egnet for anvendelse, og som arbeider ved romtemperatur, oppnås i et ferromagnetisk system som inneholder to eller flere arter magnetatomer med motsatte spinn. Denne type orden oppnås i amorfe legeringer av sjeldne jordarter, først og fremst metaller med tilstandsoverganger. Amorfe legeringer av sjeldne jordmetaller, f^eks. Gå^ Co^ "med egnet sammensetning kan tilveiebringes hvor atommomentene i det sjeldne jordmetall og metallet tilnærmet oppheves, hvilket leder til et materiale med egnet lav verdi av 4 ff M . that the amorphous material becomes suitable for use, and which works at room temperature, is achieved in a ferromagnetic system containing two or more species of magnetic atoms with opposite spins. This type of order is achieved in amorphous rare earth alloys, primarily transition metals. Amorphous alloys of rare earth metals, e.g. Go^ Co^ " of suitable composition can be provided where the atomic moments of the rare earth metal and the metal nearly cancel, leading to a material with a suitably low value of 4 ff M .
s pp
Egnede eksempler er Gd-Co-legeringer med 70-90$ Co og Suitable examples are Gd-Co alloys with 70-90$ Co and
amorfe Gd-Fe-legeringer med 70-90$ Fe. Ved tynnfilmformer tilveiebringes anisotropien enten ved påkjenning, parordning eller formanisotropi. amorphous Gd-Fe alloys with 70-90$ Fe. In the case of thin film shapes, the anisotropy is provided either by strain, pairing or shape anisotropy.
Som tidligere nevnt kreves vanligvis liten koersitiv- As previously mentioned, usually little coercivity is required
kraft Hc for bobledomenemateriale. Følgelig.bør bobledomenegrense-bredden^ være slik at gjennomsnittlig hersker samme midlere potensial over alt i det amorfe materialet. Størrelsen é bør være tilnærmet lik eller noe større enn den type atomordning som påtreffes i det amorfe materialet. Hvis lokale avvikelser (faseseparasjoner kornstørrelse, etc:) i det amorfe materialet er mindre enn grensebredden 6 > er virkningen herav ubetydelig for domenegrensebevegelsen. Videre er mikrokrystaller av størrelsesorden 25-100Å ikke nødvendig- force Hc for bubble domain material. Consequently, the bubble domain boundary width should be such that, on average, the same mean potential prevails everywhere in the amorphous material. The size é should be approximately equal to or somewhat larger than the type of atomic arrangement encountered in the amorphous material. If local deviations (phase separations, grain size, etc:) in the amorphous material are smaller than the boundary width 6 >, the effect of this is negligible for the domain boundary movement. Furthermore, microcrystals of the order of 25-100Å are not necessary-
vis skadelige for domenebevegelsen. Inntil kornstørrelsen i det amorfe materialet når grensebredden 6 er koersitivkraften H cliten. appear harmful to the domain movement. Until the grain size in the amorphous material reaches the boundary width 6, the coercive force H is cliten.
Domenegrensebredden 6 følger Curie-temperaturen TcThe domain boundary width 6 follows the Curie temperature Tc
fordi vekslingskonstanten A følger T o W=A). Hvis store domene-grensebredder er ønskelig, er det derfor nødvendig å tilveiebringe store vekslingskonstanter. Imidlertid bør grensebredden cf ikke være alt for stor fordi anisotropienergien øker, hvilket har en ugunstig virkning på bevegeligheten. For amorft bobledomenemateriale er det normalt ønskelig å tilveiebringe en lav grenseenergi <? W, hvilket innebærer at materialer med lavt Curie-punkt Tc bør anvendes. Som tidligere nevnt kan amorfe magnetiske materialer lett legeres for endring av Curie-punktet. Begrensningene vedrørende Curie-temperaturen T c for amorfe bobledomenematerialer er hovedsakelig ° den samme som for krystallinske bobledomenematerialer. Det er imidlertid enklere å styre Curie-temperaturen Tc i et amorft magnetisk materiale enn i et krystallinsk materiale. because the exchange constant A follows T o W=A). If large domain boundary widths are desired, it is therefore necessary to provide large switching constants. However, the boundary width cf should not be too large because the anisotropy energy increases, which has an unfavorable effect on mobility. For amorphous bubble domain material, it is normally desirable to provide a low cutoff energy <? W, which means that materials with a low Curie point Tc should be used. As previously mentioned, amorphous magnetic materials can be easily alloyed to change the Curie point. The limitations regarding the Curie temperature T c for amorphous bubble domain materials are essentially the same as for crystalline bubble domain materials. However, it is easier to control the Curie temperature Tc in an amorphous magnetic material than in a crystalline material.
Valget av substrat er fritt når amorfe magnetbobledomene-materialer kommer til anvendelse. Hensiktsmessige substrater omfat- The choice of substrate is free when amorphous magnetic bubble domain materials are used. Suitable substrates include
ter halvledere isolatorer og metaller f.eks. NaCl, glass, Si02, Si, ter semiconductors insulators and metals e.g. NaCl, glass, SiO2, Si,
Ge, GaAs og AlgO^. En særlig hensiktsmessig amorft magnetisk film består av GdGo^ som elektrodeforstøves på et NaCl-substrat. Denne elektrodef orstøvning finner sted fra et bueformet emne av Gd-Co,-, hvor substratet vannkjøles ved ca. 20 oC og er forsynt med et gallium-belegg for å sikre termisk kontakt med kjøleinnretningen. Stripedomener blir observert ved hjelp av elektronmikroskop i en film med en tykkelse på ca. 750Å. Forekomsten av ferrimagnetisk ordning ble iakttatt ved oppvarming av prøven til kondenseringspunktet Tor å forstyrre Gd-ordningen, ved hvilket punkt det ble iakttatt domener i planet. Vinkelrette domener opptråtte ved avkjøling til romtemperatur. Elektronavbøyningsmønsteret var typisk for et amorft materiale. Disse magnetiske strimmeldomener med rettvinklet magnetisering kunne iakttas i den frittstående film som var løsnet fra NaCl-substratet, hvilket indikerer at anisotropier ikke var påkjenningsfrembragt , men sannsynligvis av parordningstypen. Ge, GaAs and AlgO^. A particularly suitable amorphous magnetic film consists of GdGo^ which is electrodeposited on a NaCl substrate. This electrode sputtering takes place from an arc-shaped blank of Gd-Co,-, where the substrate is water-cooled at approx. 20 oC and is provided with a gallium coating to ensure thermal contact with the cooling device. Stripe domains are observed using an electron microscope in a film with a thickness of approx. 750Å. The occurrence of ferrimagnetic ordering was observed by heating the sample to the condensation point Tor to disrupt the Gd ordering, at which point in-plane domains were observed. Perpendicular domains formed on cooling to room temperature. The electron deflection pattern was typical of an amorphous material. These magnetic strip domains with right-angle magnetization could be observed in the free-standing film detached from the NaCl substrate, indicating that the anisotropies were not strain-induced, but probably of the pair-order type.
Ca. l^urn tykke filmer ble avsatt ved atskilte forløp under samme fremstillingsforhold på substrat av NaCl, SiOg og kl^ 0. 7. Disse filmer -hadde også stripedomener da de ble observert ved hjelp av Bitter-mønster og ved hjelp av Kerr-effekt. Et vinkelrett magnetfelt på noen hundre 0 var tilstrekkelig til å få stripedomenene til å bryte sammen til runde domener. Ved forflytning av det ytre magnetiske felt, er det mulig å forflytte domenene i den amorfe magnetiske film. Dette domenemønster ligner det som kan iakttas i omhyggelig preparerte granatfilmer, hvilket tyder på at det amorfe materiale mangler lokale inhomogeniteter, hvilket ville være tilstrekkelig til å forårsake lokalt fasthold av domenene. Naturligvis er dette en fordel ved amorfe materialer hvor krystallstruktureffekte-ikke eksisterer. Magnetbobledomenene;-og deres forflytning begrenses ikke av denne type defekter. Fig. 9 viser et magnetbobledomenesystem hvor et amorft magnetisk materiale 10 anvendes som medium, hvilket befordrer magnet-bobledomenene i mediet. Fig. 10 viser skjematisk en del av kretsene på fig. 9- Utførelsesformen på fig. 9 og 10 har bare til oppgave å vise en bobledomeneinnretning hvor det foreliggende amorfe magnetiske materialet kan benyttes, og derfor er selve systemet ikke beskrevet i detalj. Nedenfor følger en kort forklaring av dette bobledomenesystem under anvendelse av et amorft materiale som f.eks. det magnetiske medium 10. Fig. 9 viser et blokkskjema for et lagringssystem som anvender sylindriske magnetiske domener (bobledomener), hvilket system tilveiebringer opptegning, lagring, dekoding, tømming og avlesning. Det amorfe magnetiske ark 10 består av en av de tidligere nevnte sammensetninger. Et hensiktsmessig materiale er en amorf About. l^urn thick films were deposited in separate processes under the same manufacturing conditions on substrates of NaCl, SiOg and cl^ 0. 7. These films -also had stripe domains when observed by means of the Bitter pattern and by means of the Kerr effect. A perpendicular magnetic field of a few hundred 0 was sufficient to cause the stripe domains to collapse into round domains. By moving the external magnetic field, it is possible to move the domains in the amorphous magnetic film. This domain pattern is similar to that observed in carefully prepared garnet films, suggesting that the amorphous material lacks local inhomogeneities, which would be sufficient to cause local retention of the domains. Naturally, this is an advantage of amorphous materials where crystal structure effects do not exist. The magnetic bubble domains;-and their movement are not limited by this type of defect. Fig. 9 shows a magnetic bubble domain system where an amorphous magnetic material 10 is used as medium, which promotes the magnetic bubble domains in the medium. Fig. 10 schematically shows part of the circuits in fig. 9- The embodiment in fig. 9 and 10 only have the task of showing a bubble domain device where the present amorphous magnetic material can be used, and therefore the system itself is not described in detail. Below follows a brief explanation of this bubble domain system using an amorphous material such as e.g. the magnetic medium 10. Fig. 9 shows a block diagram of a storage system using cylindrical magnetic domains (bubble domains), which system provides recording, storage, decoding, blanking and reading. The amorphous magnetic sheet 10 consists of one of the previously mentioned compositions. A suitable material is an amorphous
Gd-Co-legering eller en amorf Gd-Fe-legering. De egenskaper ved Gd-Co alloy or an amorphous Gd-Fe alloy. The properties of
den amorfe film som kreves for anvendelse i et bobledomenesystem er nevnt ovenfor. Arket 10 har et forspeøningsmagnetfelt H vinkelrett på sitt plan for å bevare diameteren av de sylindriske magnet-domener i magnetarket 10. Forspenningsfeltet H ztilveiebringes av en forspenningsfeltkilde 12 som kan vætfe en ytre spole. Hvis det er ønskelig kan forspenningsfeltet tilveiebringes av et permanentmagnet-sjikt eller et annet magnetisk ark som er vekslingskoplet med magnetarket 10. the amorphous film required for use in a bubble domain system is mentioned above. The sheet 10 has a biasing magnetic field H perpendicular to its plane to preserve the diameter of the cylindrical magnet domains in the magnetic sheet 10. The biasing field H is provided by a biasing field source 12 which can wet an outer coil. If desired, the bias field can be provided by a permanent magnet layer or another magnetic sheet which is alternately coupled with the magnet sheet 10.
Når domenene skal forflyttes ved hjelp av tiltrekkende magnetpoler, som består av magnetisk bløtt materiale som er anordnet nær magnetarket 10, tilveiebringes et forplantningsfelt H av forplantningsfeltkilden 14. Forplantningsfeltet H er et omorienterings-magnetfelt i det magnetiske arks 10 plan, hvilket felt tilveiebringer tiltrekkende og avstøtende magnetpoler langs det magnetisk bløte materialet som befinner seg i nærheten av magnetarket 10 . Forplantningsfeltkilden 14 består av ytre spoler som er anordnet rundt magnetarket 10 og som avvekslende pulses for å tilveiebringe et magnetfelt i ønsket retning. På fig. 9 er forplantningsfeltet H er roterende magnetfelt-som er rettet i en av retningene 1, 2, 3 og 4. When the domains are to be moved by means of attracting magnetic poles, which consist of magnetically soft material arranged near the magnetic sheet 10, a propagation field H is provided by the propagation field source 14. The propagation field H is a reorientation magnetic field in the plane of the magnetic sheet 10, which field provides attracting and repulsive magnetic poles along the magnetically soft material which is in the vicinity of the magnetic sheet 10. The propagation field source 14 consists of outer coils which are arranged around the magnetic sheet 10 and which are alternately pulsed to provide a magnetic field in the desired direction. In fig. 9 is the propagation field H is rotating magnetic field-which is directed in one of the directions 1, 2, 3 and 4.
Selv om bobledomeneforholdene skal beskrives spesielt i forhold til et forplantningsmiddel som omfatter magnetisk bløtt ma-tejiale, er det underforstått at andre forplantningsmidler f.eks. ledningssløyfer også kan anvendes. Forspenningsfeltkilden 12 og forplantningsfeltkilden 14 aktiviseres av feltstyrekretsen 16 som leverer strøm til kildene 12 og 14 for å tilveiebringe forspenningsfeltet H zog forplantningsfeltet H. Although the bubble domain conditions are to be described in particular in relation to a propagating means comprising magnetically soft material, it is understood that other propagating means e.g. wire loops can also be used. The bias field source 12 and the propagation field source 14 are activated by the field control circuit 16 which supplies current to the sources 12 and 14 to provide the bias field H and the propagation field H.
Domenene beveger seg i sluttede baner i hver av de 2^ . skyveregisteret. Domenene representerer binærinformasjon idet tilstedeværelsen av en domene indikerer en binær 1 mens ikke opptredende domener indikerer binær 0. Til hvert skyveregister 1,2,...2N hører en domenegenerator 18-1, 18-2,....l8-2N. Disse generatorer tegner opp informasjon i skyveregisterne i samsvar med inngangssignaler som leveres av opptegningspulskilder 20 til ledningene W1,W2,....W2<N>. The domains move in closed paths in each of the 2^ . the shift register. The domains represent binary information in that the presence of a domain indicates a binary 1 while non-occurring domains indicate a binary 0. To each shift register 1,2,...2N belongs a domain generator 18-1, 18-2,...l8-2N. These generators record information in the shift registers in accordance with input signals supplied by recording pulse source 20 to the lines W1,W2,...W2<N>.
Hvis ønskelig kan opptegningsdekodere anvendes sammen med domenegeneratorene 18-1 osv. for opptegning av informasjon i et valgt skyveregister . If desired, recording decoders can be used together with the domain generators 18-1 etc. for recording information in a selected shift register.
En avlesningsdekoder 22 hører til skyveregisteret. Avlesningsdekoderen mottar 2N inngangssignaler som leveres fra en dekodingspulskilde 24. Avhengig av inngangssignalene som leveres fra avlesningsdekoderen 22 kan hvilken som helst av skyveregie erne velges for informasjonsavlesning. A reading decoder 22 belongs to the shift register. The readout decoder receives 2N input signals supplied from a decoding pulse source 24. Depending on the input signals supplied from the readout decoder 22, any of the slide regions can be selected for information reading.
Etter utvelgning ved hjelp av avlesningsdekoderen °2 passerer informasjonen i det valgte register en tømmingsinnret?.ing 26 som aktiviseres av en kilde 28. Kilden 28, dekodingspulskilden 24 og opptegningspulskilden 20 styres selektivt fra styrekretsen 30 som leverer inngangssignaler til hver av disse kilder for å aktivise dem på riktig tidspunkt. Tømmingsinnretningen 26 sender domenene i det valgte skyveregisteret til den ene av to baner avhengig av om informasjonene skal avleses destruktivt eller åkke destruktivt. Hvis destruktiv avlesning skal anvendes, mates domenene i det valgte register direkte til detektoren 32 som kan være et magnetomotstande-avlesningselement, en induktiv sløyfe, en magnetooptisjé avlesnings-anordning eller et annet detekteringsorgan. Til detektoren hører ei: domeneforstyrrer som får domenene til å bryte sammen. Utgangssig-nalet fra detektoren 32 tilføres en forbruker 34 som kan være en vilkårlig ytre krets som utnytter den binære informasjon som finnes 1 det valgte skyveregister. After selection by means of the readout decoder 2, the information in the selected register passes a dump device 26 which is activated by a source 28. The source 28, the decoding pulse source 24 and the recording pulse source 20 are selectively controlled from the control circuit 30 which supplies input signals to each of these sources to activate them at the right time. The emptying device 26 sends the domains in the selected shift register to one of two paths depending on whether the information is to be read destructively or yoke destructively. If destructive reading is to be used, the domains in the selected register are fed directly to the detector 32 which may be a magneto-resistive reading element, an inductive loop, a magneto-optical reading device or another detection means. The detector includes a domain disruptor that causes the domains to collapse. The output signal from the detector 32 is supplied to a consumer 34 which can be an arbitrary external circuit that utilizes the binary information contained in the selected shift register.
Hvis ikke destruktiv avlesning er aktuell, hvil tømmings innretningen 26 dirigere somenene fra et valgt register til en domeneseparator 36-1, 36-2....36-2N. Separatoren deler inngangs-domenene i to deler idet den ene del tilføres detektoren 32 for destruktur avlesning, mens den andre går tilbake til det valgte skyveregister for fortsatt sirkulasjon i denne skyveregistersløyfe, På fig. 9 er vist skyveregisteret, avlesnings/opptegnings-dekodere 22 og tømmingsinnretning 26 som separate, bestemte komponenter for enkelthets skyld, men det er klart at dekoderne som har en tømmings-innretning er integrert i skyveregisterne. Følgelig representerer ledningene 46 og 44 skyveregistersløyfene 1,2.... 2N i hvilke er opp-tatt dekoderne 22 som omfatter tømmingsinnretning 26. If destructive reading is not relevant, the emptying device 26 directs the domains from a selected register to a domain separator 36-1, 36-2....36-2N. The separator divides the input domains into two parts, one part being supplied to the detector 32 for destructive reading, while the other goes back to the selected shift register for continued circulation in this shift register loop, In fig. 9, the shift register, read/write decoders 22 and blanking device 26 are shown as separate, distinct components for the sake of simplicity, but it is clear that the decoders having a blanking device are integrated into the shift registers. Consequently, the lines 46 and 44 represent the shift register loops 1,2....2N in which the decoders 22 comprising the emptying device 26 are accommodated.
Blokkskjemaet på fig. 9 viser et fullstendig lagringssystem av sylinderdomenetypen hvor informasjon selektivt opptegnes i 2 N skyveregistere for lagring. Informasjonsinnholdet i skyveregisteret kan selektivt adresseres ved hjelp av inngangssignaler til avlesningsdekoderen 22. Avhengig av aktiviseringen av tømmingsinn-retningen 26 vil domener i det valgte register avleses destruktivt eller ikke destruktivt. Hvis destruktuv avlesning indikereres av tømmingsinnretning, blir domenene i det valgte register destruktivt avlest -av dekoderen 32. Ved destruktiv avlesning aktiviserer styrekretsen 30 opptegningspulskilden 20 som på sin side aktiviserer domenegeneratorene 18-1, 18-2,....l8-2N som hører til vedkomaende register som blir destruktivt avlest. Således opptegnes ny informasjon i det destruktivt avleste skyveregister. The block diagram in fig. 9 shows a complete storage system of the cylinder domain type where information is selectively recorded in 2 N shift registers for storage. The information content of the shift register can be selectively addressed by means of input signals to the reading decoder 22. Depending on the activation of the emptying device 26, domains in the selected register will be read destructively or non-destructively. If destructive reading is indicated by the blanking device, the domains in the selected register are destructively read - by the decoder 32. In case of destructive reading, the control circuit 30 activates the recording pulse source 20 which in turn activates the domain generators 18-1, 18-2,...l8-2N which belongs to the relevant register which is read destructively. Thus, new information is recorded in the destructively read shift register.
Hvis tømmingsinnretningen indikerer at informasjon skal avleses ikke destruktivt fra valgte skyveregistre, mates domenene fra dette skyveregister til en domeneseparator der de deles i to nye domener. En av de nye domener går til detektoren 32 for destruktiv avlesning mens den andre føres tilbake til det valgte skyveregisteret for fortsatt sirkulasjon i dette skyveregister. If the emptying device indicates that information is to be read non-destructively from selected shift registers, the domains from this shift register are fed to a domain separator where they are split into two new domains. One of the new domains goes to the detector 32 for destructive reading while the other is returned to the selected shift register for continued circulation in this shift register.
Utvelgning av ett eller samtlige skyveregistere for destruktiv eller ikke destruktiv avlesning er mulig som følge av de binære inngangssignaler som mates til avlesningsdekoderen. På fig. Selection of one or all shift registers for destructive or non-destructive reading is possible as a result of the binary input signals fed to the reading decoder. In fig.
10 er vist en del av et skyveregister SR14 for å vise dekodings- 10 is shown part of a shift register SR14 to show decoding
og tømmingsfunksjonene. Magnetarket er ikke vist her. and the emptying functions. The magnet sheet is not shown here.
Domenene, f.eks. 53 beveger seg til høyre i pilens 46 retning i skyveregisteret. Det er underforstått at størstedelen av denne skyveregister-sløyfe ikke er vist og at sløyfen strekker seg ytterligere til venstre for å kunne romme dekodingsslyngen D1-D2' The domains, e.g. 53 moves to the right in the direction of arrow 46 in the slide register. It is understood that the majority of this shift register loop is not shown and that the loop extends further to the left to accommodate the decoding loop D1-D2'
på fig. 9 og gi tilstrekkelig lagringsplass. I samsvar med vel-kjente prinsipper danner forplantningsfeltets rotasjon tiltrekkende poler i T- og l-formede permallpyelementer 54 for forflytning av domenene i retning av pilen 46. På magnetarket 10 og over det valgte permalloyelement 5^ er lederne anvendt for dekodingssløyfene D3,D3', D4, og D4'. På magnetarket 10 og på hensiktsmessige parmelloyelementer 4 er videre tømmingsaløyfen CL også en leder-sløyfe f.eks. av kobber. Herav fremgår at dekodingssløyfene D3 og D4' har utvidede partier innen de områder hvor de skjærer de T-formede elementer i retningen 46, ved at dekodingssløyfene D3' og D4 ikke har utvidede partier hvor disse passerer T-elementene i retningen 46. Dette innebærer at strømmer i dekodingssløyfene D3' og D4 ikke påvirker domenenes passering i retningen 46. on fig. 9 and provide sufficient storage space. In accordance with well-known principles, the rotation of the propagation field forms attracting poles in T- and l-shaped permalloy elements 54 for movement of the domains in the direction of the arrow 46. On the magnetic sheet 10 and above the selected permalloy element 5^ the conductors are used for the decoding loops D3, D3' , D4, and D4'. On the magnetic sheet 10 and on suitable parmelloy elements 4, the emptying loop CL is also a conductor loop, e.g. of copper. From this it appears that the decoding loops D3 and D4' have extended sections within the areas where they intersect the T-shaped elements in the direction 46, in that the decoding loops D3' and D4 do not have extended sections where these pass the T-shaped elements in the direction 46. This implies that currents in the decoding loops D3' and D4 do not affect the passing of the domains in the direction 46.
På magnetarket 10 er videre en permalloydomeneseparator 36-11 som i dette tilfellet omfatter et øvre permalloysjikt og et nedre permalloysjikt som er vist med streke.de linjer. On the magnetic sheet 10 there is also a permalloy domain separator 36-11 which in this case comprises an upper permalloy layer and a lower permalloy layer which is shown in dashed lines.
Ved anvendelse av binære inngangssignaler 10100110 for dekodingsinngangene Dl og Dl'...DV for s&ektiv avlesning av skyveregisterne foreligger ingen strøm i dekodingssløyfene D3 Qg D4'. Som tidligere nevnt utøver strømmene i dekodingssløyfene D3' When using binary input signals 10100110 for the decoding inputs Dl and Dl'...DV for selective reading of the shift registers, there is no current in the decoding loops D3 Qg D4'. As previously mentioned, the currents in the decoding loops exert D3'
og D4 ikke noen påvirkning av skyveregisterets 14 funksjon. Følge-lig forplantes domenene 53 i pilretningen 46 til polposisjonen 2 and D4 no influence on the function of the sliding register 14. Consequently, the domains 53 are propagated in the direction of the arrow 46 to the pole position 2
for T-elementet 56. Deretter kommer domenen 53 til enten å følge den bane som er antydet med pilen 38 eller den bane som er antydet med pilen 40. Hvis tømmingssløyfen CL aktiviseres av en strømpuls, vil ingen tiltrekkende magnetpol frembringes i polposisjonen 3' for slementet 46. Derfor vil domener som befinner seg ved polposisjonen 2 for elementet 56 tiltrekkes oppover til polposisjonen 4 for elementet 56 når forplantningsfeltet H har retningen 4. Deretter vil domenene forflyttes til polposijonen 1'' på Tpelementet 58 når forplantningsfeltet H har retningen 1. Forflytning i pilens 38 retning fortsetter alt ettersom H vris, hvilket fører domenene til detektoren 32 for destruktiv avlesning. for the T-element 56. Then the domain 53 will either follow the path indicated by arrow 38 or the path indicated by arrow 40. If the discharge loop CL is activated by a current pulse, no attracting magnetic pole will be produced in the pole position 3' for element 46. Therefore, domains located at pole position 2 of element 56 will be attracted upwards to pole position 4 of element 56 when the propagation field H has the direction 4. Then the domains will be moved to the pole position 1'' of the T element 58 when the propagation field H has the direction 1. Movement in the direction of arrow 38 continues as H is twisted, bringing the domains to detector 32 for destructive reading.
Detektoren 32 er vist som en magnetostriktiv detektor The detector 32 is shown as a magnetostrictive detector
i tilslutning til et element 60. Den magnetostriktive avlesnings-detektor 32 består av et magnetostriktivt avlesningselement 62 og en konstant strømkilde 64. Avlesningselementet 62 vrir magnetiserings vektoren når et domenes 53 spredningsmagnetfelt samvirker med elementet. Dette forårsaker en motstandsendring i avlesningselementet 62 som gir seg uttrykk i et spenningssignal V s. Elementet 60 har et langstrakt permalloymønster 66 til hvilket domenene 53 beveger seg etter avlesningen når H roterer i retningen 4, idet domenene 53 forflyttes til polposisjonen 4 på elementet 66. Når H roterer, forflyttes domenene 53 til elementets 66 hjørne og stenges inne der selv når H roterer til retningene 2 og 3, fordi polposisjonen 3 ligger langt borte fra elementets 66 hjørne. Når H befinner seg i pos-sjonen 3, blir det .lokaliserte felt ved hjørnet frastøtende og domenene bryter sammen. in connection with an element 60. The magnetostrictive reading detector 32 consists of a magnetostrictive reading element 62 and a constant current source 64. The reading element 62 turns the magnetization vector when a domain's 53 scattering magnetic field interacts with the element. This causes a resistance change in the reading element 62 which is expressed in a voltage signal V s. The element 60 has an elongated permalloy pattern 66 to which the domains 53 move after the reading when H rotates in the direction 4, the domains 53 being moved to the pole position 4 on the element 66. When H rotates, the domains 53 are moved to the corner of the element 66 and are closed there even when H rotates to the directions 2 and 3, because the pole position 3 is far away from the corner of the element 66. When H is in position 3, the localized field at the corner becomes repulsive and the domains collapse.
Hvis ingen strømpuls forekommer i tømmesløyfen CL når domenene 53 befinner seg ved elementets 56 polposisjon 2, vil disse domener forplantes langs banen som indikert med pilen 40 når forplantningsfeltet H roterer. Således føres domenene til domenesepa-ratoren 36-14. Som tidligere nevnt omfatter denne separator et øvre permalloylag som indikert ved opptrukne elementer T og I og et nedre permalloylag med opptrukne elementer. Under innvirkning av det roterende forplantnings^elt H deles domene '-'53 som tilføres separa-ratoren 36-14 i to deler. En del føres til detektoren 32 via det nedre lag og følger tiltrekkende poler a-b-c i pilretningen 42. Deretter følger disse domener banen J>Q til detektoren. If no current pulse occurs in the discharge loop CL when the domains 53 are located at pole position 2 of the element 56, these domains will propagate along the path as indicated by the arrow 40 when the propagation field H rotates. Thus, the domains are fed to the domain separator 36-14. As previously mentioned, this separator comprises an upper permalloy layer as indicated by drawn elements T and I and a lower permalloy layer with drawn elements. Under the influence of the rotating propagating element H, domain '-'53 which is supplied to the separator 36-14 is divided into two parts. A part is led to the detector 32 via the lower layer and follows attracting poles a-b-c in the direction of the arrow 42. These domains then follow the path J>Q to the detector.
Den andre del av de delte domener går til etter hverandre følgende polposisjoner a'-b'-c' på elementet 68 når forplantningsfeltet H roterer. Disse domener følger den bane som er antydet med pilen 44 for resirkulasjon i skyveregisteret 14. The second part of the split domains goes to successive pole positions a'-b'-c' on the element 68 when the propagating field H rotates. These domains follow the path indicated by the arrow 44 for recirculation in the shift register 14.
Følgelig tilveiebringer dette bobledomenesystem lagrings-og logikkfunksjoner på et eneste ark av amorft magnetisk materiale. De forskjellige komponenter som kan utnyttes i tidligere kjente bobledomenematerialer kan også utnyttes her. I foreliggende tilfelle er de amorfe magnetiske materialer lettere å tilveiebringe på enhver art substrat og kan ha valgt tykkelse og sideveis dimensjoner. Accordingly, this bubble domain system provides storage and logic functions on a single sheet of amorphous magnetic material. The various components that can be used in previously known bubble domain materials can also be used here. In the present case, the amorphous magnetic materials are easier to provide on any kind of substrate and can have chosen thickness and lateral dimensions.
Selv om permalloymønsteret er vist for forplantningen av domener, er det underforstått at ledersløyfemønsteret også kan utnyttes likesom også kilemønsteret. Videre kan opptegnings- og av-lesningsanordningene varieres uten at man går ut over oppfinnelsens ramme. Although the permalloy pattern is shown for the propagation of domains, it is understood that the conductor loop pattern can also be utilized as well as the wedge pattern. Furthermore, the recording and reading devices can be varied without going beyond the scope of the invention.
Lysmodulasj on. Light modulation on.
På grunn av at de amorfe magnetiske materialer ifølge oppfinnelsen befordrer magnetiske domener er det mulig å tilveiebringe en lysmodulator som modulerer lysstyrken i en innfallende lysstråle. I foreliggende tilfelle er det ønskelig å ha stort magnetisk moment klf M s , liten koersitivkraft H c, høy Curie-temperatur Tq og et anisotropt felt H& som bør være større enn det magnetiske moment 4tt M s. Dette oppfylles fortrinnsvis i slike amorfe materialer som Y-Co, La-Co, Ca-Co, Nd-Co og Pr-Co. Because the amorphous magnetic materials according to the invention promote magnetic domains, it is possible to provide a light modulator which modulates the brightness of an incident light beam. In the present case, it is desirable to have a large magnetic moment klf M s , a small coercive force H c, a high Curie temperature Tq and an anisotropic field H& which should be greater than the magnetic moment 4tt M s. This is preferably fulfilled in such amorphous materials as Y-Co, La-Co, Ca-Co, Nd-Co and Pr-Co.
Da magnetiske domener i et ark av amorft magnetisk materiale har sin magnetisering enten parallell eller antiparallell med retningen av den innfallende lysstråle, vil strålen påvirkes på forskjellig måte i avhengighet av retningen av magnetiseringen i det området av det magnetiske ark som strålen treffer. Med inngangs-polarisert lys blir polariseringen vridd forskjellig i avhengighet av magnetiseringsretningen i de domener hvor lysstyrken som passerer det amorfe magnetiske materialet kan endres wed endring av retningen av domenenes magnetisering. As magnetic domains in a sheet of amorphous magnetic material have their magnetization either parallel or antiparallel to the direction of the incident light beam, the beam will be affected in a different way depending on the direction of the magnetization in the area of the magnetic sheet that the beam hits. With input-polarized light, the polarization is twisted differently depending on the direction of magnetization in the domains where the brightness passing the amorphous magnetic material can be changed by changing the direction of the domains' magnetization.
Fig. 11 viser en lysmodulator hvor en laser 70 leverer en lysstråle som passerer et pdariseringselement 72 før det treffer det amorfe magnetiske materialet <;>74. Nær filmen 74 er anordnet en domeneforplantningsinnretning 76. I dette tilfellet er for-plantningsinnretningen 76 et T-og et l-formet element som tilveiebringer tiltrekkende magnetpoler for forlytning av en domene 78 Fig. 11 shows a light modulator where a laser 70 delivers a light beam that passes a pdarizing element 72 before it hits the amorphous magnetic material <;>74. Near the film 74 is arranged a domain propagating device 76. In this case, the propagating device 76 is a T- and an L-shaped element that provides attractive magnetic poles for relocating a domain 78
i arket 74 i samsvar med .'orienteringen av forplantningsmagnetfeltet H som frembringes av forplantningskilden 80. Etter passering gjennom arket 74 treffer lysstrålen analysatoren 82 før den detekteres av fotocellen 84. in the sheet 74 in accordance with the orientation of the propagation magnetic field H produced by the propagation source 80. After passing through the sheet 74, the light beam strikes the analyzer 82 before being detected by the photocell 84.
Avhengig av forekomst eller ikke av en domene 78 hvor lysstrålen treffer arket 74, vil lysstrålens polarisasjon vris forskjellig. For en viss virdning av polariseringen vil lysstrålen være i stand til å passere analysatoren 82 og treffe fotocellen 84, hvilket gir en strøm gjennom motstanden R. I det andre tilfellet er vridningen av lysstrålens polarisasjon slik at strålen ikke passerer analysatoren 82 og følgelig vil ingen spenning detekteres over motstanden.R. Derved tilveiebringes en lysmodulator ved hjelp av et egnet ark med amorft magnetisk materiale som inneholder domener . Depending on the occurrence or not of a domain 78 where the light beam hits the sheet 74, the polarization of the light beam will be twisted differently. For a certain twist of the polarization, the light beam will be able to pass the analyzer 82 and hit the photocell 84, which gives a current through the resistance R. In the second case, the twist of the polarization of the light beam is such that the beam does not pass the analyzer 82 and, consequently, no voltage is detected across the resistance.R. A light modulator is thereby provided by means of a suitable sheet of amorphous magnetic material containing domains.
I forbindelse med fig. 11 er det underforstått at lyset kan bringes til å reflekteres fra det amorfe ark 74 istedetfor å forplantes gjennom det. I begge tilfeller er effekten den samme nemlig at lyset får sin polarisering påvirket, forskjellig avhengig av retningen av magnetiseringen i domenene ved det sted hvor lysstrålen faller inn. In connection with fig. 11 it is understood that the light can be caused to be reflected from the amorphous sheet 74 instead of being propagated through it. In both cases, the effect is the same, namely that the light has its polarization affected, differently depending on the direction of the magnetization in the domains at the point where the light beam enters.
Permanentmagnet. Permanent magnet.
De amorfe magnetiske materialer ifølge oppfinnelsen kan anvendes som permanentmagneter. I dette tilfellet er det ønskelig at magnetene har størst mulig koersitivkraft Hc, stort magnetisk moment 47TM s og høy Curie-temperatur T c. Hensiktsmessige sammensetninger er Y-CQ som er dopet med oksygen, nitrogen eller karbon. The amorphous magnetic materials according to the invention can be used as permanent magnets. In this case, it is desirable that the magnets have the greatest possible coercive force Hc, large magnetic moment 47TM s and high Curie temperature T c. Appropriate compositions are Y-CQ which is doped with oxygen, nitrogen or carbon.
En særlig hensiktsmessig utførelsesform for et permanent-magnetsjikt hvor det benyttes et amorft materiale, er et forspenningssjikt i tilslutning til et magnetisk ark i hvilket bobledomenene opptrer. Det magnetiske ark som befordrer bobledomenene kan være et krystallinsk magnetark eller et amorft magnetisk ark i samsvar med oppfinnelsen. I motsetning til det krystallinske permanent-niagnetmateriale som er avhengig av krystallegenskapene for sterke forspenningsfelt, er foreliggende amorfe permanentmagneter lette å fremstille med ønskede egenskaper i samsvar med det som er nevnt ovenfor. A particularly suitable embodiment of a permanent magnet layer where an amorphous material is used is a bias layer in connection with a magnetic sheet in which the bubble domains occur. The magnetic sheet which promotes the bubble domains can be a crystalline magnetic sheet or an amorphous magnetic sheet in accordance with the invention. In contrast to the crystalline permanent magnet material which depends on the crystal properties for strong bias fields, the present amorphous permanent magnets are easy to manufacture with desired properties in accordance with what is mentioned above.
Fig. 12 viser anvendelsen av et amorft permanentmagnet-sjikt 86 som er anvendt for å tilveiebringe forspenning av et magnet-bobledomeneark 88. En forplantningsfeltkilde 90 og styre- logikk-kretser 92 er anordnet for påvirkning av domenene i bobledomenematerialet 88. Dette materiale kan være et kjent materiale med granat-struktur f.eks. (Eu,Y)^ (Ga, Fe)^ 0l2 eller et amorft materiale i samsvar med foreliggende oppfinnelse. Ved fremstilling av utførelses-formen på fig. 12 er det ikke kritisk at krystallegenskapene bevares fordi amorft materiale ikke følger de regler som gjelder for fremstilling av krystallinske sammensetninger. Fig. 12 shows the use of an amorphous permanent magnet layer 86 which is used to provide biasing of a magnetic bubble domain sheet 88. A propagating field source 90 and control logic circuits 92 are provided for influencing the domains in the bubble domain material 88. This material can be a known material with a garnet structure, e.g. (Eu,Y)^ (Ga, Fe)^ 0l2 or an amorphous material in accordance with the present invention. When producing the embodiment in fig. 12, it is not critical that the crystal properties are preserved because amorphous material does not follow the rules that apply to the production of crystalline compositions.
Den generelle struktur som omfatter et amorft magnetisk sjikt på et substrat av vilkårlig art er vist på fig. 12. I dette generelle tilfellet kan strukturen ha vilkårlig anvendelse og sjiktet 86 er et amorft magnetisk sjikt ifølge foreliggende oppfinnelse. Sjiktet 88 er et vilkårlig egnet substrat, f.eks. en halvleder, en isolator eller metall. Videre kan substratet være fleksibelt eller stivt og det kan være anordnet hjelpemidler for å forflytte sammensetningen av amorf magnetisk film og substrat. The general structure comprising an amorphous magnetic layer on a substrate of any kind is shown in fig. 12. In this general case, the structure can have any application and the layer 86 is an amorphous magnetic layer according to the present invention. The layer 88 is any suitable substrate, e.g. a semiconductor, an insulator or metal. Furthermore, the substrate can be flexible or rigid and aids can be arranged to move the composition of amorphous magnetic film and substrate.
Opptegnings-subsystem. Drawing subsystem.
Det er mulig å avsette foreliggende amorfe magnetiske materiale i form av et opptegningsmateriale på et substrat f.eks. en halvleder, en isolator eller et metall. Substratet kan være bånd eller plate. Videre kan det amorfe magnetiske materialet fremstilles som magnetiske partikler i et bindemiddel f.eks. et vanlig bindemiddel av harpikstypen for anvendelse på et vilkårlig substrat. It is possible to deposit the present amorphous magnetic material in the form of a recording material on a substrate, e.g. a semiconductor, an insulator or a metal. The substrate can be tape or plate. Furthermore, the amorphous magnetic material can be produced as magnetic particles in a binder, e.g. a common resin type binder for application to any substrate.
Fig. 13 viser et bånd- eller plateopptegningsmedium 9^ Fig. 13 shows a tape or disc recording medium 9^
som inneholder amorf magnetisk film ifølge foreliggende oppfinnelse, over hvilket det er anordnet et avlesnings- opptegningshode 96. Hodet 96 som benyttes for opptegning av informasjon i magnetiske domener i båndet eller platen 9H og for avlesning av den lagrede informasjon, er vel kjent. For dette formål sendes det fra oppfeegningsmediet 84 elektriske signaler til avlesningsforsterkeren 98 og deretter til en forbruker 100 som kan være en vilkårlig krets som anvendes i vanlig which contains amorphous magnetic film according to the present invention, above which a reading-recording head 96 is arranged. The head 96, which is used for recording information in magnetic domains in the tape or disc 9H and for reading the stored information, is well known. For this purpose, electrical signals are sent from the clearing medium 84 to the readout amplifier 98 and then to a consumer 100 which can be any circuit used in normal
datateknikk. computer engineering.
Anvendelsen av en amorf film ifølge fig. 13 har mange fordeler. Plate- eller båndsubstratet kan være enten fleksibelt eller stivt. Dette muliggjør anvendelse i alle typer av informa-sjonsbehandlingssystemer. Videre er det amorfe materialet lett å avsette på enhver type substrat på lignende måte slik at enhetlige magnetiske egenskaper oppnås overalt. The use of an amorphous film according to fig. 13 has many advantages. The sheet or strip substrate can be either flexible or rigid. This enables application in all types of information processing systems. Furthermore, the amorphous material is easy to deposit on any type of substrate in a similar manner so that uniform magnetic properties are achieved everywhere.
Eksempel. Example.
Amorfe magnetiske^ sammeneetninger med enakset anisotropi kan fremstilles ved anvendelse av elektrodeforstøvning med likestrøm og høyfrekvens, og ved elektronstrålefordampning. Generelt er det fremstillet filmer som har amorfe egenskaper som bl.a. er bestemt av elektronstråleavbøyningsteknikken. Det er fremstillet film hvor den magnetiske anisotropi er parallell med filmens plan eller rettvinklet på filmens plan. Amorphous magnetic composites with uniaxial anisotropy can be produced using direct current and high frequency electrode sputtering and electron beam evaporation. In general, films have been produced which have amorphous properties such as is determined by the electron beam deflection technique. Film has been produced where the magnetic anisotropy is parallel to the plane of the film or at right angles to the plane of the film.
I. Elektronstrålefordampede filmer. I. Electron beam evaporated films.
Ved denne framgangsmåte for fremstilling av magnetisk film tilveiebringes først et polykrystallinsk emne ved anvendelse av vanlig teknikk, f.eks. smeltes små stykker av de bestanddeler som skal anvendes i emnet i en inært gassatmosfere f.eks. ved hjelp av argon. Smeltingen opptrer på en vannavkjølet kobberherd i en på markedet vanlig lysbueovn. Temperaturen økes til smeltetemperaturen for bestanddelene for å oppnå en lysbuesmeltet barre. Generelt er dette et polykrystallinsk emne. I laboratoriet har det vært fremstillet prøver fra emner av lysbuesmeltet GdCo o.-. In this method for the production of magnetic film, a polycrystalline blank is first provided using conventional techniques, e.g. small pieces of the components to be used in the item are melted in an inert gas atmosphere, e.g. using argon. The melting takes place on a water-cooled copper hearth in an electric arc furnace common on the market. The temperature is increased to the melting temperature of the constituents to obtain an arc-melted ingot. Generally, this is a polycrystalline blank. In the laboratory, samples have been produced from blanks of arc-melted GdCo etc.
Deretter anbringes emnet i en ultrahøyvakuumfordamper med et basistrykk på ca. 10 -9 torr. Barren plasseres på en vann-kjølt kopperherd og oppvarmes ved hjelp av en elektronstråle fra en elektronkanon i fordamperen. Akselererende spenninger på ca. 10Kv anvendes sammen med en strålestrøm på ca. 100 milliamper. The workpiece is then placed in an ultra-high vacuum evaporator with a base pressure of approx. 10 -9 torr. The ingot is placed on a water-cooled copper hearth and heated using an electron beam from an electron gun in the evaporator. Accelerating voltages of approx. 10Kv is used together with a beam current of approx. 100 milliamps.
Det substrat som anvendes for avsetning av disse filmer er valgt vilkårlig og substrat som glass, polert herdet kvarts, bergkrystall og safir er anvendt med fordel. Substratet avkjøles med flytende nitrogen og har en temperatur på ca. 100°K under for-dampningen. Avsetningshastigheten er generelt 30Å pr. sekund. The substrate used for the deposition of these films has been chosen arbitrarily and substrates such as glass, polished hardened quartz, rock crystal and sapphire have been used with advantage. The substrate is cooled with liquid nitrogen and has a temperature of approx. 100°K during the pre-evaporation. The deposition rate is generally 30 Å per second.
I et tilfelle er det fremstillet filmer med tykkelse på 400 og 4000Å. Disse filmer er Gd-Co-legeringer som viser seg blir amorfe ved elektronstråleavbøyning. Atomene i avsetningsmaterialet treffer substratet i en spiss vinkel for å tilveiebringe en enakset anisotropi som beskrevet ovenfor. Vinkelrette domener er iakttatt i denne film. In one case, films with a thickness of 400 and 4000Å have been produced. These films are Gd-Co alloys which are found to become amorphous upon electron beam deflection. The atoms in the deposition material strike the substrate at an acute angle to provide a uniaxial anisotropy as described above. Perpendicular domains are observed in this film.
Ved en annen filmavsetning var substrattemperaturen 273°K. Samme substrat ble utnyttet og dessuten BaTiO^-substrat og kløvede kvartssubstrater. Emnesammensetningen GdCo^ var den samme som ble anvendt for filmene med tykkelse på 400 og 4000Å. Bare substrattemperaturen var endret ved denne sammensetning. I foreliggende tilfelle hadde filmen krystaller lokalisert i en generelt amorf ma-trise, hvilket indikerer at substrattemperaturen var kritisk ved en elektronstråleavsetningsprosess. Por tilveiebringelse av vesentlige amorfe filmer, måtte substrattemperaturen senkes fra 273°K. In another film deposition, the substrate temperature was 273°K. The same substrate was used and also BaTiO^ substrate and cleaved quartz substrates. The blank composition GdCo^ was the same as that used for the films with thicknesses of 400 and 4000 Å. Only the substrate temperature was changed by this composition. In the present case, the film had crystals located in a generally amorphous matrix, indicating that the substrate temperature was critical in an electron beam deposition process. In order to obtain substantially amorphous films, the substrate temperature had to be lowered from 273°K.
Ved en annen elektronstråleavsetning var emnesammensetningen GdCo2 og substratet ble avkjølt med flytende kvelstoff. Den fremstilte film var amorf med enakset magnetisering i filmens plan. Det virket som omr.magnetiseringen TT M Sved denne sammensetning var In another electron beam deposition, the blank composition was GdCo2 and the substrate was cooled with liquid nitrogen. The produced film was amorphous with uniaxial magnetization in the plane of the film. It seemed that the surrounding magnetization TT M Sved this composition was
alt for stor slik at forholdet way too big so that the relationship
ikke var eksakt korrekt for was not exactly correct for
befordning av domener med vinkelrett magnetisering. transportation of domains with perpendicular magnetization.
II. Elektrodeforstøvede-filmer: II. Electrode sputtered films:
Mange amorfe filmer er fremstillet ved likestrøm og høyfrekvenselektrodeforstøvning med varierende verdi for forstøv-ningsparameterne. Disse filmer hadde vinkelrett magnetisk anisotropi og parallell magnetisk anisotropi og var enaksede. Mange verdier for magnetiseringen og andre magnetiske parametere ble opp-nådd i samsva», med de retningslinjer som er beskrevet ovenfor. Many amorphous films have been produced by direct current and high-frequency electrode sputtering with varying values for the sputtering parameters. These films had perpendicular magnetic anisotropy and parallel magnetic anisotropy and were uniaxial. Many values for the magnetization and other magnetic parameters were obtained in accordance with the guidelines described above.
Ovenfor er beskrevet forskjellige anordninger hvor de magnetiske sammensetninger har enakset magnetisk anisotropi med hovedsakelig amorfe strukturegenskaper. Disse sammensetninger kan fremstilles i masse- eller tynnfilmform og de magnetiske egenskaper kan styres innen vide grenser. Various devices are described above where the magnetic compositions have uniaxial magnetic anisotropy with mainly amorphous structural properties. These compositions can be produced in mass or thin film form and the magnetic properties can be controlled within wide limits.
Videre kan det tenkes mange andre anvendelser enn de nevnte for slike filmer, særlig med tanke på lett variasjonsmulighet av egenskapene og sammensetning. Som følge av at de strenge krav til substratet som normalt foreligger ved krystallfremstilling, ikke foreligger i dette tilfelle, kan disse filmer anvendes i.enhver omgivelse med enhver type substrat. Furthermore, many other applications than those mentioned for such films can be imagined, especially in view of the easy possibility of variation of the properties and composition. As a result of the fact that the strict requirements for the substrate that normally exist in crystal production are not present in this case, these films can be used in any environment with any type of substrate.
Det er underforstått at de magnetiske og/eller It is understood that the magnetic and/or
strukturelle egenskaper ved disse filmer kan varieres med hensyn til omfang og at andre metoder r enn de beskrevne kan anvendes. Videre kan andre arter fremstilling anvandes i samsvar med fremgangsmåter innen teknikken. structural properties of these films can be varied with regard to scope and that other methods than those described can be used. Furthermore, other types of preparation can be used in accordance with methods in the art.
Claims (18)
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
US28451372A | 1972-08-29 | 1972-08-29 |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
NO146381B true NO146381B (en) | 1982-06-07 |
NO146381C NO146381C (en) | 1982-09-15 |
Family
ID=23090479
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
NO3368/73A NO146381C (en) | 1972-08-29 | 1973-08-27 | MAGNETIC DOMAIN DEVICE. |
Country Status (13)
Country | Link |
---|---|
JP (2) | JPS5734588B2 (en) |
CA (1) | CA1017450A (en) |
CH (1) | CH554049A (en) |
DE (1) | DE2342886C3 (en) |
DK (1) | DK144153C (en) |
ES (1) | ES417823A1 (en) |
FI (1) | FI57673C (en) |
FR (3) | FR2198166B1 (en) |
GB (1) | GB1436011A (en) |
IT (1) | IT989040B (en) |
NO (1) | NO146381C (en) |
SE (1) | SE395982B (en) |
ZA (1) | ZA733619B (en) |
Families Citing this family (11)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPS5061111A (en) * | 1973-09-28 | 1975-05-26 | ||
JPS5163492A (en) * | 1974-11-29 | 1976-06-01 | Kokusai Denshin Denwa Co Ltd | Jiseiusumakuno seizohoho |
US4013803A (en) * | 1975-10-30 | 1977-03-22 | Sperry Rand Corporation | Fabrication of amorphous bubble film devices |
JPS5850337B2 (en) * | 1976-10-26 | 1983-11-10 | 富士ゼロックス株式会社 | printer |
DE3348423C2 (en) * | 1982-05-10 | 1994-11-17 | Canon Kk | Use of an amorphous magnetic quaternary GdTbFeCo alloy for the production of a magneto-optical recording layer |
JPS58196639A (en) * | 1982-05-10 | 1983-11-16 | Canon Inc | Photothermic and magnetic recording medium |
JPS5961011A (en) * | 1982-09-30 | 1984-04-07 | Ricoh Co Ltd | Optical magnetic recording medium |
JPS61141925A (en) * | 1985-12-14 | 1986-06-28 | Kobe Steel Ltd | Method for utilizing waste heat of stock powder preheating apparatus |
JPH0323228Y2 (en) * | 1986-06-19 | 1991-05-21 | ||
JPS6319541U (en) * | 1986-07-22 | 1988-02-09 | ||
CN114214507B (en) * | 2021-12-17 | 2023-08-08 | 安徽省湖滨机械厂 | Heat treatment device for high-performance iron-based amorphous nanocrystalline strip |
Family Cites Families (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US3427154A (en) * | 1964-09-11 | 1969-02-11 | Ibm | Amorphous alloys and process therefor |
-
1973
- 1973-05-21 GB GB2404173A patent/GB1436011A/en not_active Expired
- 1973-05-28 ZA ZA00733619A patent/ZA733619B/en unknown
- 1973-06-12 IT IT25171/73A patent/IT989040B/en active
- 1973-07-16 JP JP7938473A patent/JPS5734588B2/ja not_active Expired
- 1973-07-27 SE SE7310450A patent/SE395982B/en unknown
- 1973-08-03 CA CA178,079A patent/CA1017450A/en not_active Expired
- 1973-08-09 FR FR7329782A patent/FR2198166B1/fr not_active Expired
- 1973-08-09 FR FR7329781A patent/FR2198216B1/fr not_active Expired
- 1973-08-09 FR FR7329783A patent/FR2198232B1/fr not_active Expired
- 1973-08-11 ES ES417823A patent/ES417823A1/en not_active Expired
- 1973-08-14 CH CH1171773A patent/CH554049A/en not_active IP Right Cessation
- 1973-08-24 DE DE2342886A patent/DE2342886C3/en not_active Expired
- 1973-08-27 NO NO3368/73A patent/NO146381C/en unknown
- 1973-08-28 DK DK473473A patent/DK144153C/en not_active IP Right Cessation
- 1973-08-29 FI FI2693/73A patent/FI57673C/en active
-
1981
- 1981-08-06 JP JP56122563A patent/JPS5810727B2/en not_active Expired
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
JPS5734588B2 (en) | 1982-07-23 |
CH554049A (en) | 1974-09-13 |
FI57673C (en) | 1980-09-10 |
FR2198232A1 (en) | 1974-03-29 |
CA1017450A (en) | 1977-09-13 |
GB1436011A (en) | 1976-05-19 |
DE2342886C3 (en) | 1981-09-24 |
FR2198166B1 (en) | 1976-05-07 |
JPS4947043A (en) | 1974-05-07 |
JPS57172318A (en) | 1982-10-23 |
FR2198216A1 (en) | 1974-03-29 |
JPS5810727B2 (en) | 1983-02-26 |
ES417823A1 (en) | 1976-06-16 |
ZA733619B (en) | 1975-01-29 |
FR2198166A1 (en) | 1974-03-29 |
DK144153B (en) | 1981-12-21 |
SE395982B (en) | 1977-08-29 |
FR2198216B1 (en) | 1978-01-20 |
FR2198232B1 (en) | 1976-06-18 |
AU5879673A (en) | 1975-02-06 |
DE2342886A1 (en) | 1974-03-28 |
IT989040B (en) | 1975-05-20 |
DK144153C (en) | 1982-06-21 |
NO146381C (en) | 1982-09-15 |
FI57673B (en) | 1980-05-30 |
DE2342886B2 (en) | 1980-09-25 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
US3965463A (en) | Apparatus using amorphous magnetic compositions | |
US3949387A (en) | Beam addressable film using amorphous magnetic material | |
US10177305B2 (en) | Templating layers for perpendicularly magnetized heusler films | |
KR102628591B1 (en) | Device and method for spin transfer torque switching of a magnetic layer with volume uniaxial magnetic crystalline anistotropy | |
US10858730B2 (en) | Multilayer thin films exhibiting perpendicular magnetic anisotropy | |
US10903416B2 (en) | Alloy thin films exhibiting perpendicular magnetic anisotropy | |
Zhu et al. | Recent progress in perpendicularly magnetized Mn-based binary alloy films | |
KR20190116038A (en) | Templating layers for forming highly textured thin films of heusler compounds switchable by application of spin transfer torque | |
KR102432900B1 (en) | Perpendicular magnetic layer and magnetic device including the same | |
Zhu et al. | Correlations between structural and magnetic properties of Co 2 FeSi heusler-alloy thin films | |
NO146381B (en) | MAGNETIC DOMAIN DEVICE | |
Ma et al. | Tetragonal Heusler-Like Mn–Ga Alloys Based Perpendicular Magnetic Tunnel Junctions | |
Wang et al. | Tuning perpendicular magnetic properties of sputtered rare-earth transition metal GdFeCo alloy films | |
Zhang et al. | Comparison of the magnetic properties of bismuth substituted thulium iron garnet and yttrium iron garnet films | |
US20030133223A1 (en) | Magnetic recording head with annealed multilayer, high moment structure | |
Lakshmanan et al. | Robust perpendicular magnetic anisotropy in MgO/Co2FeAl/MgO stacks induced by MgO over layer and annealing temperature | |
Wang et al. | Effect of Oblique Versus Normal Deposition on the Properties of Perpendicularly Magnetized L1 0 FePd Thin Films | |
Tsai et al. | Study on the occurrence of spontaneously established perpendicular exchange bias in Co49Pt51/IrMn bilayers | |
JP2022082452A (en) | Spin-orbit torque-based magnetic tunnel junction and method for manufacturing the same | |
Zha et al. | Study of Pseudo Spin Valves Based on $ L1_ {0} $(111)-Oriented FePt and FePtCu Fixed Layer With Tilted Magnetocrystalline Anisotropy | |
Magnan et al. | Beyond the magnetic domain matching in magnetic exchange coupling | |
Shabelnyk et al. | Effect of separated layer thickness on magnetoresistance and magnetic properties of Co/Dy/Co and Ni/Dy/Ni film systems | |
Yoshimura et al. | Fabrication of (001) Oriented TMR Film With Highly Ordered $ L1_ {0} $-Fe (Pd, Pt) Alloy Films by Using a Very Thin Fe Underlayer | |
Cao et al. | Enhanced magnetic properties of amorphous FeGaN film growth by plasma assisted pulsed laser deposition | |
Kaidatzis | Mn-Based Perpendicular Magnetic Tunnel Junctions |