DE2019935A1 - Magnetspeicherelement - Google Patents

Description

1-Q1 Bl.-Murat, Paris Töiaje, Frankreich

Magnetspeicherelement

Die Erfindung bezieht sich auf drahtformige Magnet-· speiohereleajente für das zerstörungsfreie Ablesen der IQformation,

Bekanntlich enthält ein Magnetspeicher mit drahtförmigen I"Iagnetspeieh.ereiei33enten eine Anordnung von parallelen raagnetischen Drähten, die DJit Hilfe von leitenden Drähten unter Bildung eines Flechtwerk zusammengefügt sind. Jeder der oiagnetischen Drähte des Speiehers besteht aus einer metallischen Seele, auf die rund herua eine Schicht aus ferromagnetische!!! Material aufgebracht ist. Dieses" Qjagnetische Material ist anisotropisch und besitzt eine Achse leichter Magnetisierbarlceit. Man nennt solche Drähte» bei denen die Richtung der leichten Magnetisier-' barkeit in der Aohsriohtung des Drahtes liegt , "L-Drähte",

Diese Ii-Dräate werden in Magnetspeichern aus folgenden nur selten verwendet:

Da sich der Magnetflussim Ruhezustand über die luft sGhlie3st, ist es wiontig, dass ,das Sntmagnetisierungs- ftldr das von den an den JJnden Jedes Speichereleoients eraebeioenden qjagnetisch,Qn Ladungen stamtiit, gering ist. Man kann also nur dünne Schichten verwenden. Daher sind

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die Ausgangssignale schwach.

Ferner arbeiten die so gebildeten Speicher mit zerstörender Ablesung. Dies bedeutet, dass der Lpsevorgang jedes Speicherelement entmagnetisiert» uflcl dass die zuvor darauf gespeicherte Information verschwindet.

Da3 Ziel der Erfindung ist die Schaffung eines Magnetspeicherelements nach Art eines Ii-Drahtes, das die Bildung eines Magnetspeichers mit zerstörungsfreiem Ablesen ermöglicht, dessen Ausgangssignale sehr viel grosser als bei den bisher bekannten Speichern sind.

Das Magnetspeicherelement nach Art eines L-Drahtes nach der Erfindung ist im wesentlichen dadurch gekennzeichnet, dass es folgende Schichten aufweist, die der Reihe nach auf die Metallseele aufgebracht sind:

- eine ferromagnetische Schicht aus einem weichen anisotropischen Material, das somit eine kleine Koerzitivkraft in der Richtung der leichten Magnetisierbarkeit und ein schwaches Anisotropiefeld in der senkrechten Richtung aufweist;

- eine nicht-magnetische Zwischenschicht;

- eine harte anisotropische ferromagnetische Schicht mit einer grosaen Koerzitivkraft in der Richtung -leichter Magnetisierbarkeit und mit einem starken Anisotropiefeld in der senkrechten Richtung.

Ausführungsbeispiele der Erfindung sind in der Zeichnung dargestellt. Darin aeigen:

g,1 eine perspektivische Ansicht eines Magnetspeichers mit L-Drähten,

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Jig, 2 einen L-Draht bekannter Art mit seinen Magnetisierungsrichtungen,

5¹Ig'.3 eine perspektivische Darstellung eines Ausführungsbeispiels eines Magnetspeicherelement^ nach der Erfindung,

Pig.4 einen Längsschnitt durch ein Magnetspeicherelement nach der Erfindung mit den Magnetisierungzuständen beim ■ Schreiben, .

Pig..5 einen Längsschnitt durch ein Magnetspeicher^ ment nach

der Erfindung mit seinen Magnetisierungszuständen beim ^

Lesen.,

Pig.6 einen Längsschnitt durch eine andere Ausführungsform des L-Drahts nach der Erfindung mit den Magnetisierungszuständen beim Schreiben und '.....

Fig.7 das Magnetspeicherelement von Pig.6 mit den Magnetisie- _ rurigszuständen beim Lesen. .

3?ig.1 zeigt eine Anordnung von parallelen Drähten 1, die unter Bildung eines Gitters von Metallbändern 2 gehalten

werden. Die Drähte 1 weisen bekanntlich eine Metallseele a

auf. Sie sind, mit einer äusseren Schicht aus einem anisotro- · pischen ferromagnetischen Material überzogen. Die Seelen · der Drähte 1 dienen als Wortleiter, während die Metallbänder

2 die Bitleiter darstellen, ■

Im-Pail von li-Drähten liegt die Achse der leichten Magnetisierbarkeit in der Richtung der Drahtachse. Beim Schreiben •bringt die gemeinsame Wirkung der Ströme in den Bitleitern und in den Wortleitern die Magnetisierung in die eine oder · in die andere Richtung entlang dieser Achse , je nach der ■ · Polarität des Bitstroffis. ■

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Beim Lesevorgang erzeugt die Wirkung des Wortstroms .allein ein Magnetfeld, das in der Umfangsrichtung des Querschnitts verläuft und somit die Information zerstört, die gegebenenfalls wieder eingeschrieben werden muss.

Es ist offensichtlich, dass beim Schreiben die Kraftlinien jedes Speicherelements am Kreuzungspunkt der Bitleiter und der Wortleiter sich über die luft schliessen. Dies hat zur Folge, dass die Magnetschicht sehr dünn sein muss, was sehr schwache Ausgangssignale zur Folge hat.

In Fig.3 ist ein Magnetspeicherelement nach der Erfindung dargestellt. Natürlich sind die magnetischen Schichten sowie die nichtmagnetische Zwischenschicht zusammenhängende Schichten. Die Darstellung eines isolierten SpeichereLements in Fig.3 dient ausschliesslich einem besseren Verständnis der auftretenden Erscheinung. Das Speicherelement besitzt eine zylindrische Metallseele 10, auf die der Reihe nach drei konzentrische Schichten aufgebracht sind:

Eine weiche ferromagnetische Schicht 11 aus einem anisdtropischen Material; diese Schicht hat einegirlnge Koerzitivkraft in der Richtung leichter Magnetisierbarkeit (Achsrichtung des Drahtes) und ein schwaches Anisotropiefeld in der Richtung schwerer Magnetisierbarkeit (Umfangsrichtung).

Eine metallische oder isolierende,aber nicht^oiagnetische Schicht 12.

Eine "harte" ferromagnetische Schicht 13, die eine grosse Koerzitivkraft in der Richtung leichter Magnetisierbarkeit aufweist.

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Die Richtungen ie ic biter und schwerer Magnetisierbarkeit sind in den Schichten 11 und 13 gleich.

Um diese Anordnung ist der Eitleiter 14 gewickelt; der W_ortleiter wird von der Metallseele 10 gebildet.

Die Wirkungsweise dieser Anordnung wird an Hand von Fig.,4 und 5 verständlich,die einen Längsschnitt durch das Speicherelement mit den Magnetisierungszuständen beim Schreiben bzw, beim Lesen zeigen.

Pig,4 zeigt den Magnetisierungszustand nach dem Schreibvorgang. Das Schreiben erfolgt dadurch, dass gleichzeitig ein Stromimpuls ausreichender Amplitude fiber den Wortleiter und ein Stromimpuls ausreichender Amplitude über den Bit-· leiter geschickt vierden.

Je nach der Richtung des Bitstroms geht die Magnetisierungsrichtung in· der Schicht 13 von der Richtung schwerer-Magnetisierbarkeit in die eine oder die andere Richtung* leichter Magnetisierbarkeit über, wodurch der Ziffernwert des einzuschreibenden Bits angegeben wirä. Der Fluss schliesst sich vorzugsweise über die Schicht 11, denn diese Schicht 11 * die eine weiehmagnetische Schicht ist, ergibt einen Eluss- I pfad von geringem magnetischem Widerstand. In dieser Schicht ist also die Magnetisierung entgegengesetzt wie in der Schicht 13 gerichtet. Es findet keine Plussrückkehr über die Luft statt,wie -bei den bekannten L-Erähten. Dies hat zur folge, dass die Schichten dicker sein können, so dass die Auagangsströme stärker sind. —

Fig·5 zeigt die Wirkung des Lesestroms. Dieser Strom erzeugt ein Magnetfeld, das in der Richtung der schweren Magnetisierbarkeit verläuft. Da die Koerzitivkraft der Schicht 13 in det axialen Richtung gross ist, hat der Lesestrom. wenn er

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ausreichend schwach ist,, keinen Einfluss auf die Magnetisierung dieser Schicht. Dagegen "lässt er die Magnetisierung der Schicht 11 für die Dauer des Lesestroms in die Richtung der schweren Magnetisierbarkeit umklappen.

Während dieser Dauer kann sich- der 5¹IuSs der Magnetisierung der Schicht 13 nicht mehr über die Schicht 11 schliessen, so dass er sich über Luft schliessb. In dem Leseleiter, welcher der Bitleiter selbst sein kann, und der in allen Fällen die gleiche Richtung wie dieser hat, werden dann beim Erscheinen und beim Verschwinden des Luftflusses zwei Impulse erzeugt, von denen der eine positiv und der andere negativ sind, und deren Reihenfolge des Auftretens das Vorzeichen der gespeicherten Information in dem Leiter 14 ausdrückt. Sobald der Leseimpuls aufhört, schliesst sich der Fluss der Schicht 13 erneut über die Schicht 11, so dass wieder der Zustand von Fig.4 besteht.

Durch das Ablesen des Speichers ist also die Information nicht zerstört worden.

Fig.6 und 7 zeigen ein anderes Ausführungsbeispiel, bei . welchem der Draht nicht mehr zylindrisch, sondern flach ist.

Der Leiter 14 trägt eine Ferritschicht 15, deren magnetische Permeabilität grosser als diejenige von Luft, aber kleiner als diejenige der Schicht 11 ist,

Somit schliesst sich beim Schreiben der Fluss der Schicht wiederum über die Schicht 11. Während des Lesevorgangs schliesst sich aber der Fluss (Fig.7) über die Ferritschicht 15« Diese Schicht besteht beispielsweise aus biegsamem Ferrit. Es ist offensichtlich, dass diese Schicht die Wirksamkeit · deo Systems vergrössert. Der Fluss der harten Schicht wird

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nämlich, dann in der Schicht 15 zusammengefasst. Dies

ist jedoch nicht unbedingt notwendig. ......

Mit den beschriebenen Speicherelementen können, wie zuvor erläutert wurde, Magnetspeicher mit zerstörungsfreiem Ablesen gebildet werden.

Perner ist infolge des Vorhandenseins der beiden miteinander gekoppelten Schichten aus hartem bzw. weichem Material der einem Speicherelement entsprechende Magnetkreis geschlossen. Die Schichten können daher dicker sein, so dass die Ausgangssignale einen höheren Pegel haben.

Beispielsweise kann der Draht einen Durchmesser von 120 u haben. Die harte Schicht kann aus einer Eisen-Rickel-Kobalt-legierung, aus einer Eisen-Kobalt-Legierung, aus einer Nickel-Kobalt-legierung oder einfach aus Kobalt hergestellt sein, und ihre Dicke kann von einigen 1000 Angström bis zu 1 u betragen. Die weiche Schicht besteht beispielsweise aus einer legierung aus 20% Eisen und 80?$ Nickel oder aus einer Eisen-Hickel-Kobalt-Legierung mit geringem Köbalt-■ gehalt. Ihre Dicke beträgt einige 1000 Angström bis zu 1 a.

Pat e nta ns prüo he

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Claims (3)

1. Patentansprüche

   y\J Magnetspeicherelement mit .einer Seele aus nichtmagnetischem Leitermaterial, die von einer ersten Schicht aus anisotropischem magnetischem Material umgeben ist, das eine in Richtung der Seelenachse liegende Achse leichter Magnetisierbarkeit hat, dadurch gekennzeichnet, dass die erste Schicht auf eine zweite Schicht aus nichtmagnetischem Material aufgebracht ist, die ihrerseits unter Einfügung einer dritten Schicht aus anisotropischem magnetischem Material, welche die gleiche Achse leichter Magnetisierbarkeit wie die erste Schicht hat, auf der Seele aufliegt.
2. 2. Magnetspeicherelement nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Seele als Bitleiter dient, und dass ein Wortleiter um das Speicherelement gewickelt ist.
3. 3. Magnetspeicherelement nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass dem Bitleiter ein parallel dazu- liegender Leseleiter zugeordnet ist, und dass eine magnetische Schicht geringer Permeabilität auf denLeseleiter aufgebracht ist.

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   L e e r s e i t e