DE2040278A1 - Magnetschichtspeicher - Google Patents

Magnetschichtspeicher

Info

Publication number
DE2040278A1
DE2040278A1 DE19702040278 DE2040278A DE2040278A1 DE 2040278 A1 DE2040278 A1 DE 2040278A1 DE 19702040278 DE19702040278 DE 19702040278 DE 2040278 A DE2040278 A DE 2040278A DE 2040278 A1 DE2040278 A1 DE 2040278A1
Authority
DE
Germany
Prior art keywords
magnetic layer
temperature
magnetic
magnetization
phase
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
DE19702040278
Other languages
English (en)
Inventor
Di Chen
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Honeywell Inc
Original Assignee
Honeywell Inc
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Honeywell Inc filed Critical Honeywell Inc
Publication of DE2040278A1 publication Critical patent/DE2040278A1/de
Pending legal-status Critical Current

Links

Classifications

    • 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
    • G11B11/10532—Heads
    • G11B11/10534—Heads for recording by magnetising, demagnetising or transfer of magnetisation, by radiation, e.g. for thermomagnetic recording
    • G11B11/10536—Heads for recording by magnetising, demagnetising or transfer of magnetisation, by radiation, e.g. for thermomagnetic recording using thermic beams, e.g. lasers
    • G—PHYSICS
    • G03—PHOTOGRAPHY; CINEMATOGRAPHY; ANALOGOUS TECHNIQUES USING WAVES OTHER THAN OPTICAL WAVES; ELECTROGRAPHY; HOLOGRAPHY
    • G03G—ELECTROGRAPHY; ELECTROPHOTOGRAPHY; MAGNETOGRAPHY
    • G03G5/00—Recording members for original recording by exposure, e.g. to light, to heat, to electrons; Manufacture thereof; Selection of materials therefor
    • G03G5/16—Layers for recording by changing the magnetic properties, e.g. for Curie-point-writing
    • 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

Landscapes

  • Physics & Mathematics (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Optics & Photonics (AREA)
  • Hard Magnetic Materials (AREA)

Description

Prankfurt am "Main den
p.. , , η ma 12.Au2USt 1970
DipL Ing. R. Mertens
Patentanwalt _ H 31 P 215 -
Frankfurt/Main 1, Ammelburgstr. 34
Honeywell Inc.
2701,Fourth Avenue South
Minneapolis, Minn/USA
«« Magnetschichtspeicher "
Die Erfindung betrifft einen Magnetschichtspeicher, in dem durch örtliches Überschreiten des Curiepunktes des Magnetschichtmaterials mittels eines durch eine Ablenkvorrichtung gelenkten energiereichen Strahles, die Informationen in wählbare, durch die Auftreffstelle des Strahles auf der Magnetschicht gegebene kleine Magnetschichtbezirke eingeschrieben werden.
Aus der großen Zahl der optischen Speichersysteme hat sich das oben beschriebene System als besonders vorteilhaft herausgestellt, da sich bei ihm eine große Speicherkapazität mit einer kurzen Zugriffszeit verbinden läßt. Ein derartiger Magnetschichtspeicher mit Curiepunktaufzeiehnung wird beispielsweise in der amerikanischen Patentschrift J5 368 209 beschrieben.
Nachteilig bei den-*bekannten Magnetschichtspeichern der eingangs geschilderten Art (Magnetschichtspeicher mit Curiepunktaufzeichnung) ist, daß bei dem verwendeten Magnetschichtmaterial nach mehrmaligem Einschreiben und Löschen in einem Bezirk Verluste auftreten. Durch Versuche wurde herausgefunden, daß diese Verluste bereits nach hundert Schreib-Lösch-Folgen auftreten. Gewöhnlich erreichen diese Verluste einen konstanten Grenzwert, der sich in einem verminderten Kontrast zwischen der Magnetisierung des Bezirkes bei eingeschriebener und gelöschter Information äußert. Derartige Verluste treten beispielsweise auch bei dem in der oben genannten
109808/1894
USA - Patentschrift beschriebenen Magnetsehichtmaterial auf, das aus einer Mangan-Wismut-Legierung besteht.
Aufgabe der Erfindung ist es, einen Magnetschichtspeicher mit Curiepunktaufzeichnung zu schaffen, bei dem die oben genannten Verluste vermieden werden.
Die Aufgabe wird dadurch gelöst, daß bei Verwendung eines Magnetschichtmaterials mit mehr als einem möglichen temperaturabhängigen kristallinen Magnetzustand das Magnetsehichtmaterial so vorbehandelt ist, daß es den kristallinen Aufbau mit der niedrigsten Curietemperatur besitzt, daß eine energiereiche Strahlquelle vorgesehen ist, durch deren mittels der Ablenkvorrichtung in Abhängigkeit ναι der zu schreibenden Information auf die einzelnen Bezirke lenkbaren Strahl die bestrahlten Magnetschichtbezirke vorübergehend über die niedrigste Curietemperatur erhitzt werden, wodurch nach Abkühlung der bestrahlten Bezirke unter diese Curietemperatur die die gespeicherte Information darstellende Magnetisierungsrichtung in den bestrahlten Bezirken der Magnetisierungsrichtung in den nichtbestrahlten Bezirken entgegengesetzt gerichtet ist.
Die Zweckmäßigkeit eines derartigen Aufbaues ergibt sich aus der folgenden Überlegung. Es ist bekannt, daß verschiedene Magnetschichtmaterialien mehrere von der Temperatur abhängige Magnetzustände aufweisen können, die sich durch die unterschiedliche Vorbehandlung des Magnetmaterials ergeben. So läßt sich beispielsweise das Magnetverhalten einer Eisenlegierung stark dadurch ändern, daß man die Legierung über' eine bestimmte Temperatur erhitzt und danach abschreckt. Gleiches gilt auch für andere Magnetmaterialien. Der nach dem Abschrecken erhaltene Magnetzustand wird allgemein als Hochtemperaturphase bezeichnet, während der ohne das Abschrecken vorhandene Magnetzustand Normalphase genannt wird. Versuche haben nun gezeigt, daß die Verminderung des Kontrastes zwischen der Magnetisierung eines "gelöschten" Bezirkes
109808/1894
und der Magnetisierung des Bezirkes, in den die Information eingeschrieben wurde, dadurch gegeben ist, daß innerhalb des Bezirkes durch das wiederholte Einschreiben und Löschen ein Teil des in der Normalphase befindlichen Magnetschichtmaterials in. die Hochtemperaturphase übergeht. Der Grund für diesen Übergang liegt in dem ständigen Erhitzen und Abkühlen des Magnetschichtmaterials in den Bezirken, das unvermeidlich ist, da dieser Vorgang die Informationspeicherung bildet. Pur das die Bezirke umgebende MagnetSchichtmaterial entfällt diese ständige Erhitzung und Abkühlung, so daß es in der Normalphase bleibt. Die Normalphase und die Hoehtemperaturphase haben unterschiedliche Curiepunkte, wobei z.B. der Curiepunkt der Normalphase bei Mangan-Wismut -Legierungen und bei Nicke1-Arsen-Legierungen höher liegt als der Curiepunkt der Hoehtemperaturphase dieser Legierungen, die vielfach auch als abgeschreckte Phase bezeichnet wird. Verwendet man nun gemäß der Erfindung Magnet Schichtmaterial, das sich in einer Phase befindet, die den niedrigsten liegenden der möglichen Curiepunkte dieses Materials hat, so resultieren daraus eine Reihe von Vorteilen. Als erstes entfällt die allmähliche Verminderung des Kontrastes zwischen dem Magnetmaterial in den Bezirken mit und ohne Information, da das Magnetschichtnaterial nur noch wenig erhitzt zu werden braucht, wodurch es seine kristallographische Phase beibehält. Zweitens hat der niedrige Curiepunkt den Vorteil, daß der zum Schreiben notwendige Strahl eine erheblich geringere Intensität zu haben braucht, damit das bestrahlte Magnetschichtmaterial den Curiepunkt überschreitet. Wahlweise kann auch die Breite des auftreffenden Strahles und damit die Größe des Bezirkes auf dem Magnetschichtmaterial vergrößert werden, wodurch sich beim Lesen ein günstigeres Signalstörspannungsverhältnis ergibt. Drittens besitzt das in der abgeschreckten Phase befindliche Magnetschichtmaterial eine verminderte Magnetisierung. Als Folge davon kann auch das zum Löschen der Information auf die Magnetschicht einwirkende magnetische Feld von geringerer Stärke sein. Viertens besitzt das in der Hoch- ' temperaturphase befindliche Magnetschichtmaterial eine größere Koerzitivkraft. Das hat den Vorteil, daß der Abstand zwischen dem Magnetfeld das notwendig ist, um eine Information in einem ■
10 9 8 0 8/1894·
erhitzten Bezirk zu löschen und dem Feld, das notwendig ist, eine Information in einem nichterhitzten Bezirk zu löschen, erheblich größer wird. Schließlich hat die Verwendung eines ' Magnetschichtmaterials mit niedriger Curietemperatur noch den Vorteil eines vergrößerten Abstandes zwischen der zum Einschreiben der Information 'notwendigen Temperatur und der Zersetzungstemperatur der Legierung.
In vorteilhafter Weiterbildung der Erfindung ist der Magnetschichtspeicher derart ausgestaltet, daß die energiereiche Strahlquelle eine elektromagnetische Energiequelle vorzugsweise ein Laser oder eine Elektronenstrahlquelle 1st.
In weiterer Ausgestaltung des Magnetschichtspeichers empfiehlt es sich, daß das Material der Magnetschicht eine Mangan-Wismut-Legierung mit einem Normalphase genannten ersten kristallinen Magnetzustand und einem Hochtemperaturphase genannten zweiten kristallinen Magnetzustand ist, wobei die Hochtemperaturphase dadurch erreicht wird, daß das über den Curiepunkt der Normalphase erhitzte Magnetschichtmaterial schnell abgekühlt wird, und daß sich das verwendete Magnetschichtmaterial in seiner Hochtemperaturphase befindet.
Es ergibt sich eine besonders günstige Lösung, wenn zwischen der Strahlquelle und der Magnetschicht ein steuerbares Filter angeordnet ist, das den von der Strahlquelle ausgehenden und auf die Magnetschicht gerichteten energiereichen Strahl beim Einschreiben und Löschen der Information nur wenig schwächt, so daß der Strahl das Magnetschichtmaterial im ausgewählten Bezirk über die Curietemperatur der Hochtemperaturphase erhitzen kann, wodurch dort die Magnetisierungsrichtung veränderbar wird und beim Lesen der Information den energiereichen Strahl so stark schwächt, daß die Temperatur des bestrahlten Bezirkes der Magnetschicht unterhalb dieser Curietemperatur bleibt, wodurch die Magnetisierungsrichtung nicht verändert werden kann.
109808/ 1894
. Weitere Merkmale.der Erfindung ergeben sich aus dem Ausführungsbeispiel, das nachfolgend anhand der Zeichnung beschrieben wird.
Darin zeigt:
Figur 1 eine schematische Darstellung der Erzeugung der Hochtemperaturphase in einem Magnetschichtmaterial, Figur 2 eine normierte Darstellung der Abhängigkeit zwischen der Temperatur und der Magnetisierung der Normalphase und der. * Hochtemperaturphase einer Schicht aus einer Mangan-Wismut-Legierung und
Figur 3 eine schematische Darstellung eines Magnetschichtspeichers mit Curiepunktaufzeichnung, bei sich das Magnetschichtmaterial in der Hochtemperaturphase befindet.
Wenn davon gesprochen wird, daß das Magnetschichtmaterial sich in seiner Hochtemperaturphase befindet, so bedeutet das, daß das Material unterhalb des Curiepunktes dieser Phase im wesentlichen eine kristallographisehe Struktur beibehalten hat, die sie bei höhreren Temperaturen einnimmt. Unter dem Begriff Magnetmaterial sind alle ferromagnetische Stoffe zu verstehen. Der Curiepunkt 1st die Temperatur, bei dem ein magnetisches Material seine magnetischen Eigenschaften verliert. So hat beispielsweise die im folgenden noch häufig erwähnte ferromagnetische Mangan-Wismut-Legierung die gleiche orthorhombische Symmetrie wie die Nickel-Arsen-Legierungen. Erhitzt man die Mangan-Wismut-Legierung über die Curietemperatur der Normalphase von 3600c hinaus, so wird die Legierung paramagnetisch und erhält eine monokline kristallographische Struktur. Weitere Einzelheiten über das magnetische und kristallographische Verhalten von Mangan-Wismut-Legierungen können dem von A.F. Anderson verfaßten Bericht "The Mangetic and Crystallographic Properties of MnBi Studied by Neutron Diffraction" entnommen werden, der in den Acta Chemica Scandinavica, Band 21, Seite 1543-1554, 1967 erschienen ist. Nachfolgend wird ein Verfahren beschrieben, durch das die bei höheren Temperaturen auftretende monokline kristallographische Symmetrie von Magnetmaterial auch bei Raumtemperatur beibehalten werden, kann.
109808/1894
,In der nachfolgenden Beschreibung steht eine Mangan-Wismut-Legierung stellvertretend für alle magnetischen Werkstoffe, die eine Hochtemperaturphase besitzen.
Figur 1 zeigt ein Blockdiagramm des Herstellungsprozesses einer Mangan-Wismut-Legierung mit Hochtemperaturphase, wie sie bei dem erfindungsgemäßen Magnetschichtspeicher Verwendung finden kann. Die Hochtemperaturphase des Magnetschichtmaterials erhält man durch ein Verfahren, das aus drei Stufen besteht. In der durch den Block 10 verkörperten ersten Stufe sind alle Arbeitsgänge zusammengefaßt, die notwendig sind, um eine in ihrer Normalphase befindliche Mangan-Wismut-Legierung zu erhalten. Die aus diesem Material bestehende Magnetschicht kann nach irgend einem Verfahren hergestellt werden. Als Herstellungsverfahren hat sich besonders das im französischen Patent 1 560 beschriebene Verfahren bewährt, durch das man eine optisch homogene und reproduzierbare Magnetschicht aus einer in ihrer Normalphase befindlichen Mangan-Wismut-Legierung erhält.
Bei dem durch den Block 11 angedeuteten zweiten Schritt, wird die Legierung auf eine Temperatur gebracht, die oberhalb der Curietemperatur der Normalphase (36O C) liegt. Dabei wird die Magnetschicht so lange erwärmt, bis die gesamte Magnetschicht durchgehend auf die oberhalb J56O C liegende Temperatur erhitzt ist. Die Temperatur, auf welche hierbei die Magnetschicht erwärmt wird, ist nicht kritisch, solang sie unterhalb der Zersetzungstemperatur der Legierung von 455° C bleibt, da andernfalls die Legierung ihrer magnetischen Eigenschaften bei der Abkühlung nicht wiederbekommt. Oberhalb der Curietemperatur von 3600 C wechselt die Legierung in eine andere Phase, die, wie weiter oben schon beschrieben, gewöhnlich als Hochtemperaturphase bezeichnet wird.
109808/1894
Bei dem durch den Block 12 in Figur 1 gekennzeichneten Schritt wird die erhitzte Magnetschicht sehr schnell abgekühlt. Durch dieses Abschrecken bleibt die kristallographische Struktur der Hochtemperaturphase der Magnetschicht auch bei Raumtemperatur erhalten. Bei einem bevorzugten Verfahren wird die Mangan-Wismut-Legierung im Vakuum auf eine Temperatur von 400° C erhitzt und danach direkt aus der Vakuumkammer kommend in ein Methanolbad gelegt. Wegen der guten Wärmeleitung des Methanols kühlt dabei die Legierung sehr schnell ab, wodurch die Kristallstruktur der Hochtemperaturphase erhalten bleibt. Der so gewonnene Zustand des Magnetmaterials wird vielfach als abgeschreckte Phase bezeichnet,, in der die Legierung ferromagnetisch ist. Die Unterschiede zwischen der Kristallstruktur in der Hochtemperaturphase und in der abgeschreckten Phase sind vernachlässigbar gering, so daß diese beiden Begriffe auswechselbar sind.
Eine andere Möglichkeit das Magnetmaterial in die abgeschreckte Phase zu überführen, besteht darin, daß die Schicht Stück für Stück durch einen Laserstrahl über 36OO C erhitzt wird. Das Substrat auf das die aus einer Mangan-Wismut-Legierung bestehende Schicht aufgetragen ist, leitet in genügend kurzer Zeit soviel Wärme ab wie notwendig ist, um die abgeschreckte Phase zu erhalten. Ein geeignetes Substrat für ein solches Verfahren ist beispielsweise Glas.
Figur 2 ist die Darstellung einer normierten Magnetisierungskurve für die Normalphase und die abgeschreckte Phase einer Mangan-Wismut-Legierung, wobei die Kurve 20 den Magnetisierungsverlauf der Normalphase und die darunterliegende Kurve 22 den Magnetisierungsverlauf der abgeschreckten Phase darstellt. Der Verlauf der beiden Kurven ergibt sich aus Meßpunkten, die in mehreren Meßreihen gewonnen wurden. Aus der Kurve 20 läßt sich erkennen, daß der Curiepunkt für die Normalphase bei 36O0 C liegt, während sich aus der durch die Verlängerung der Kurve 22 ergebenden Kurve 22a für die abgeschreckte Phase der Legierung eine Curietemperatur von
109808/1894 ·
etwa l8O° C entnehmen läßt. Diese relativ niedrige Curietemperatur läßt sich vorteilhaft für die in Figur J5 dargestellte Curiepunktaufzeichnung verwenden. Obwohl die Stabilität der abgeschreckten Phase stark von der Temperatur abhängt, zeigt sich bei der Magnetschicht keine Neigung,bei Raumtemperatur von der abgeschreckten Phase in die Normalphase überzugehen.
Aus Figur 2 läßt sich weiterhin entnehmen, daß bei Raumtemperatur die Magnetisierung der Mangan-Wismut-Legierung in der abgeschreckten Phase etwa 25$ niedriger als in der Normalphase 1st. Versuche haben ergeben, daß mit der Abnahme dieser Marignetisierung eine ungefähr h^> prozentige Verminderung der magnetooptischen Drehung (Faradeyeffekt) einhergeht. Als Folge davon ergibt sich eine Verminderung des "Lesersignales"(die einzelenen Speichervorgänge wie Lesen, Schreiben und Löschen werden welter unten im Zusammenhang mit Figur 3 beschrieben). Die Verminderung des Lesersignales ist allerdings sehr klein und beeinflußt das Signal kaum. Außerdem handelt es sich hierbei nicht um einen echten Verlust, denn mit der Strahlungsintensität wie sie beim Schreiben auf eine Magnetschicht mit Normalphase benötigt wird, läßt sich beim Schreiben auf eine Magnetschicht mit abgeschreckter Phase eine sehr viel größere Fläche (Bezirk) über den Curiepunkt erhitzen. Diese vergrößerte Fläche ergibt aber auch ein größeres Lesersignal, wodurch die geringen Verluste durch die magnetooptische Drehung bei weitem kompensiert sind.
In Figur J5 1st die Wirkungsweise eines Magnetschichtspeichers mit Curiepunktaufzeichnung auf einer Magnetschicht mit abgeschreckter Phase dargestellt. Der zum Schreiben, Lesen und Löschen benötigte energiereiche Strahl geht von einer Energiequelle 30 aus, die in einer bevorzugten Ausführungsform als Laser ausgebildet ist, da die hohe Intensität des Laserstrahles und die Kohärenz der Strahlung für die Aufzeichnung wünschenswert sind. Im Rahmen der Erfindung können aber auch andere Energiequellen zur örtlichen
109808/ 1894
Erhitzung der Magnetschicht verwendet werden, so lange sichergestellt ist, daß sie in der Lage sind, die aus einer Mangan-Wismut -Le gierung bestehende Magnetschicht über die Curietemperatur hinaus zu erhitzen. So können beispielsweise wegen der geringen Strahlungsintensität die bei dem erfindungsgemäßen Magnetschichtspeicher benötigt wird, vorteilhaft auch Elektronenstrahlen verwendet werden. Das Ausführungsbeispiel nach Figur 3 ist weiterhin mit einer Polarisationseinrichtung 22, Pokussiereinrichtungen 34,36,38, einem Filter 40, einer Ablenkeinrichtung 44, einer in der abgeschreckten Phase befindlichen Magnetschicht 46 aus einer Mangan-Wismut-Legierung, einer Magnetisierungsvorrichtung 48 und einer Auswertungseinrichtung 38,50-54 versehen, wobei zu der Auswertungseinrichtung eine Fokussiereinrichtung 38,ein optischer Analysator 50, ßin Filter 52 und eine Lichtmeßeinrichtung 54 gehören.Als steuerbares Filter 40 läßt sich vorteilhaft ein elektro-optischer Kristall verwenden. So sind beispielsweise KDP und LiNbOj dafür be kannt, das sie in Abhängigkeit von einem auf sie einwirkenden elektrischen Feld einen ßie durchdringenden Lichtstrahl dämpfen. Die Ablenkung des· Strahles geschieht vorteilhafterweise nicht mit mechanisch drehbaren Teilen, sondern mit einer elektrooptisch oder optisch-akustisch arbeitenden Einrichtung, die dazu noch in der Lage sein muß, den Strahl ±1.zwei" Richtungen abzulenken. Derartige Ablenkvorrichtungen sind bekannt und nicht der Gegenstand der Anmeldung. Die Fokussiereinrichtung 34 ist durch eine Kollektivlinse gebildet, die den auf die Ablenkvorrichtung 44 geworfenen Strahl aftwach bündelt. Der Aufbau der Polarisationseinrichtung 32 und des Filters 52 sind bekannt. Der Filter 52 kann vorzugsweise als elektro-optisches Filter wie beispielsweise als Kerrzelle ausgestaltet sein, die den durch eine Strichlinie angedeuteten Strahl Jl in der einen Richtung ungedämpft hindurch läßt, während, sie einen in entgegengesetzter Richtung verlaufenden Strahl stark dämpft. Die Lichtmeßeinrichtung 54 ist eine' auf hochfrequente Wellen ansprechender Photodetektor.
109808/1894
Nachfolgend wird kurz die Wirkungsweise des in Figur 3 dargestellten Magnetschichtspeichers erläutert. Der Laser 30 gibt einen kohärenten Lichtstrahl 31 hoher Intensität ab, der von der Polarisationseinrichtung 32 linear polarisiert wird. Anschließend wird der Lichtstrahl von der Kollektivlinse 34 schwach gebündelt und gelangt zu dem steuerbaren Filter 40, der so eingestellt ist, daß er den Strahl so weit dämpft, wie es zum "Lesen" der Information notwendig 1st. Die Dämpfung geschieht durch Anwendung des weiter unten beschriebenen Faradeyeffektes. Nachdem der nunmehr gedämpfte Strahl den Filter 40 durchdrungen hat, gelangt er zu der elektro-optisch arbeiteden Ablenkvorrichtung 44, die in Abhängigkeit von einem auf sie einwirkenden elektrischen Feld den Strahl auf einen bestimmten Bezirk der Magnetschicht 46 lenkt,die, wie weiter oben schon erwähnt, aus einer Mangan-Wismut-Legierung besteht. Noch bevor aber der Strahl die Magnetschicht 46 erreicht, passiert er eine aus einer Sammellinse bestehende Fokussiereinrlchtung 36, die, den Strahl auf die Magnetschicht bündelt. Der Durchmesser der von dem Strahl erwärmten Fläche (Bezirk) der Magnetschicht liegt in der Größenordnung von einem Mikrometer.
Soll nun eine Information statt gelesen auf der Magnetschicht 46 gespeichert werden, so wird die Dämpfung des Filters 40 aufgehoben, wodurch der Strahl mit sehr viel größerer Intensität auf die Magnetschicht 46 auftrifft und den gerade bestrahlten Bezirk über die Curietemperatur der abgeschreckten Phase erhitzt. Dabei hat das Filter 52 die Aufgabe, den Photodetektor 5^ nunmehr vor dem sehr energiereichen Strahl 31 zu schützen. Der Filter 52 kann durch andere lichtdämpfende Einrichtungen wie beispielsweise durch eine Blende ersetzt werden, wobei diese lichtdämpfenden Einrichtungen steuerbar sein können. Hierzu kann man eine in der Zeichnung nicht dargestellte Synchronisationseinrichtung vorsehen, die die Filter 40 und 52 gleichzeitig und im umgekehrten Sinne betätigt. Die Strahlungsenerige des ungedämpften Strahles 3I wird in einem bestimmten Teil der Magnetschicht in Wärme umgesetzt, die einen kleinen Bezirk auf der Magnetschicht
109808/1894
in kurzer Zeit über die zur abgeschreckten Phase gehörige Curietemperatur von l8O C erwärmt. Mit einem Strahlenbündel, das etwa einem Querschnitt von einem Mikrometer besitzt, lassen sich hierdurch bei einer Laserleistung von 5 Milliwatt Informationen in die Magnetschicht einschreiben, wobei der Laserstrahl nur eine Pulsdauer von Mikrosekunden zu haben braucht. Solange der ausgewählte Bezirk der Magnetschicht 46 über die Curietemperatur der abgeschreckten Phase erhitzt ist, verliert dieser Bezirk seine magnetischen Eigenschaften. Der Strahl wird anschließend durch den steuerbaren Filter 4O gedämpft oder durch die Ablenkvorrichtung auf einen anderen Bezirk gelenkt. Der über die Curietemperatur erhitzte Bezirk kühlt daraufhin ab und wird wieder magnetisch, wobei die Magnetsisierungsrichtung in diesem Bezirk zu der Magnetisierungsrichtung der Umgebung dieses Bezirkes, d.h. der Magnetisierungsrichtung der gesamten nichtbestrahlten Fläche entweder parallel oder antiparallel gerichtet ist. Die antiparallele Magnetisierungsrichtung in dem Bezirk kommt dadurch zustande, daß dort durch die Magnetisierung in der Umgebung des Bezirkes ein Feld aufgebaut wird, das der Magnetisierungsrichtung der Umgebung entgegengesetzt gerichtet ist. Dieser Feldverlauf ist maßgeblich für die Magnetisierungsrichtung in dem Bezirk, die erst nach der Abkühlung unter den Curiepunkt der abgeschreckten Phase wiedergewonnen wird. Will man nun in dem Bezirk eine Magnetisierungsrichtung erhalten, die zu der Magnetisierungsrichtung der Umgebung parallel verläuft, so benötigt man dazu eine Magnetisierungseinrichtung, die in Figur J durch eine Drahtschleife angedeutet ist. Das Feld dieser Magnetisierungeinrichtung ist in seiner Richtung und Größe so gewählt, daß es die gleiche Richtung hat wie das Feld der Umgebung des Bezirkes und erheblich größer ist als das Rückflußfeld in dem Bezirk, welches durch die Magnetisierung der Umgebung gegeben ist. Mit Hilfe der Magnetisierungseinrichtung ist es daher möglieh, eine Information in einem Bezirk zu löschen, während ohne die Wirkung der Magnetisierungseinrichtung durch Erhitzen des Bezirkes die Information eingeschrieben wird.
109808/1894
Das Lesen der in die aus einer Mangan-Wismut-Legierung bestehenden Magnetschicht 46 eingeschriebenen Informationen geschieht durch Ausnutzen des magneto-optischen Paradeyeffektes oder Kerreffektes. In dem durch Figur 3 angedeuteten Ausführungsbeispiel wird der Faradeyeffekt ausgenützt. Da die zum Lesen der Informationen benötigten Einrichtungen nicht Gegenstand der Erfindung sind, sollen sie nachfolgend nur kurz erläutert werden. Soll die Information wiedergewonnen also gelesen werden, so wird ein in seiner Intensität gedämpfter Strahl auf den Bezirk gelenkt, aus dem die Information wiedergewonnen werden soll. Die Dämpfung ist dabei so groß, daß die Magnetschicht nur wenig erwärmt wird. Der auf den ausgewählten Bezirk einfallende Strahl JJl ändert seine Polarisationsebene in Abhängigkeit von der Richtung des magnetischen Vektors in dem Bezirk. Zur besseren Verständlichkeit soll angenommen werden, daß die Dämpfung des Strahles J>1 durch den Analysator 50 dann am geringsten 1st, wenn die Polarisationsebene des Strahles ~$l in eine Richtung'gedreht ist, die der Richtung des antiparallelen magnetischen Vektors im betreffenden Bezirk zugeordnet ist, und daß die maximale Dämpfung dann erreicht wird, wenn die Polarisationsebene eine Richtung einnimmt, die einem parallelen magnetischen Vektor entspricht. Auf diese Weise ist das von dem Detektor 5^ abgegebene Ausgangssignal von der Magnetisierungsrichtung des abgetasteten Bezirkes abhängig und trägt damit die Information.
Das Löschen der Information geschieht wie weiter oben schon erwähnt, durch Erhitzen des betreffenden Bezirkes über die Curietemperatur der abgeschreckten Phase und anschließender Kühlung unter Einwirkung eines starken magnetischen Feldes. Im allgemeinen reicht eine Feldstärke von 500 Oersted aus, um in dem Bezirk die gleiche Magnetisierungsrichtung wie in der Umgebung zu erhalten.
109808/1894

Claims (1)

  1. Patentansprüche
    Magnetschichtspeicher, in dem durch örtliches Überschreiten des Curiepunktes des Magnetschichtmateriales mittels eines durch eine Ablenkvorrichtung gelenkten energiereichen Strahles, die Information in wählbare, durch die Auftreffstelle des Strahles auf der Magnetschicht gegebene kleine Magnetschichtbezirke eingeschrieben werden, dadurch gekennzeichnet, daß bei Verwendung eines Magnetschichtmaterials (46) mit mehr als einem möglichen temperaturabhängigen kristallinen Magnetzustand das Magnetschichtmaterial so vorbehandelt ist, - daß es den kristallinen Aufbau mit der niedrigsten Curietemperatur besitzt,
    daß eine energiereiche Strahlquelle (30) vorgesehen ist, durch deren mittels der Ablenkvorrichtung (44) in Abhängigkeit von der zu schreibenden Information auf die einzelnen Bezirke lenkbaren Strahl die bestrahlten Magnetschichtbezirke vorübergehend über die niedrigste Curietemperatur erhitzt werden, wodurch nach Abkühlung der bestrahlten Bezirke unter diese Curietemperatur,die die gespeicherte Information darstellende Magnetisierungsrichtung in den bestrahlten Bezirken der Magnetisierungsrichtung in den nicht bestrahlten Bezirken entgegengerichtet ist.
    2. Magnetschichtspeicher nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die energiereiche Strahlquelle (30) eine elektromagnetische Energiequelle, vorzugswei.se ein Laser oder eine Elektronenstrahlquelle ist,
    109808/1894
    J>. Magnetschichtspeicher nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß das Material der Magnetschicht (46) eine Mangan-Wismut-Legierung mit einem Normalphase genannten ersten kristallinen Magnetzustand und einem Hochtemperaturphase genannten zweiten kristallinen Magnetzustand ist, wobei die Hochtemperaturphase dadurch erreicht wird, daß das über den Curiepunkt der Normalphase erhitzte Magnetschichtmaterial schnell abgekühlt wird, und daß sich das verwendete Magnetschichtmaterial in seiner Hochtemperaturphase befindet.
    4. Magnetschichtspeicher nach einem der Ansprüche 1 bis J5, dadurch gekennzeichnet, daß zwischen der Strahlquelle (30) und der Magnetschicht (46) ein steuerbares Filter (40) angeordnet ist, das den von der Strahlquelle ausgehenden und auf die Magnetschicht gerichteten energiereichen Strahl beim Einschreiben und Löschen der Information nur wenig schwächt, so daß der Strahl das Magnetschichtmaterial (6θ) im ausgewählten Bezirk über die Curie' emperatür der Hochtemperaturphase erhitzen kann, wodurch dort die Magnetisierungsrichtung veränderbar wird, und beim Lesen der Information den energiereichen Strahl so stark schwächt, daß die Temperatur des bestrahlten Bezirkes der Magnetschicht unterhalb dieser Curietemperatur bleibt, wodurch die Magnetisierungsrichtung nicht verändert werden kann.
    5. Magnetschichtspeicher nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß zum Lesen der gespeicherten Informationen eine Auswertungseinrichtung (jj8, 5Ο-54) vorgesehen ist, die aus dem Zustand des von dem ausgewählten Magnetschlchtbezlrk hindurchgelassenen
    109808/1894
    oder reflektierten energiereichen Strahles die Magnetisierungsrichtung in dem ausgewählten Bezirk und damit die Information feststellt.
    6. Magnetschichtspeicher nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurchgekennzeichnet, daß die Ablenkvorrichtung (44) eine elektrooptische Ablenkvorrichtung ist.
    10-9808/ 189
    Le
    erseite
DE19702040278 1969-08-15 1970-08-13 Magnetschichtspeicher Pending DE2040278A1 (de)

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
US85057169A 1969-08-15 1969-08-15

Publications (1)

Publication Number Publication Date
DE2040278A1 true DE2040278A1 (de) 1971-02-18

Family

ID=25308518

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
DE19702040278 Pending DE2040278A1 (de) 1969-08-15 1970-08-13 Magnetschichtspeicher

Country Status (5)

Country Link
US (1) US3624622A (de)
JP (1) JPS5040743B1 (de)
DE (1) DE2040278A1 (de)
FR (1) FR2058296B1 (de)
GB (1) GB1298009A (de)

Families Citing this family (10)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US3778791A (en) * 1971-10-06 1973-12-11 Nasa Thermomagnetic recording and magneto-optic playback system having constant intensity laser beam control
US3949387A (en) * 1972-08-29 1976-04-06 International Business Machines Corporation Beam addressable film using amorphous magnetic material
US3786452A (en) * 1972-09-28 1974-01-15 Bell Telephone Labor Inc Single wall domain generator
US4101947A (en) * 1976-10-04 1978-07-18 Eastman Kodak Company Narrow track magnetic-head recorder
US4424580A (en) * 1981-05-06 1984-01-03 Precision Echo Method and apparatus for generating electron spin reversal in ferrimagnetic material
CA1212757A (en) * 1982-09-25 1986-10-14 Tsutomu Okamoto Thermomagnetic recording method
US4962492A (en) * 1988-04-29 1990-10-09 Laser Magnetic Storage International Company Magneto-optic data recording system, actuating device therefor and method of providing same
WO1991016470A1 (en) * 1990-04-13 1991-10-31 International Business Machines Corporation Amorphous uranium alloy and use thereof
US5239504A (en) * 1991-04-12 1993-08-24 International Business Machines Corporation Magnetostrictive/electrostrictive thin film memory
US5534360A (en) * 1991-12-13 1996-07-09 International Business Machines Corporation Amorphous uranium alloy and use thereof

Family Cites Families (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US3189493A (en) * 1961-08-14 1965-06-15 Westinghouse Electric Corp Processes for producing ductile cobaltiron-vandium magnetic alloys
US3368209A (en) * 1964-10-22 1968-02-06 Honeywell Inc Laser actuated curie point recording and readout system

Also Published As

Publication number Publication date
US3624622A (en) 1971-11-30
FR2058296A1 (de) 1971-05-28
GB1298009A (de) 1972-11-29
FR2058296B1 (de) 1976-03-19
JPS5040743B1 (de) 1975-12-26

Similar Documents

Publication Publication Date Title
DE3686480T2 (de) Magnetoptische aufzeichnung.
DE69226041T2 (de) Magneto-optisches Aufzeichnungsmedium
DE3687210T2 (de) Loeschbares, selbstpolarisiertes, thermisches magnetooptisches medium.
DE2102215C2 (de) System zum Speichern und Abrufen von Informationen
DE2732282C3 (de) Verfahren zum Herstellen einer magnetischen Speicherschicht
EP0304992A2 (de) Verfahren zum Schreiben von binärer Information in eine magnetooptische Speicherschicht und Anordnung zur Durchführung des Verfahrens
DE69317719T2 (de) Magnetooptische Speichervorrichtung und Verfahren zur Informationsaufnahme und -wiedergabe
DE3002642C2 (de)
DE1253317B (de) Magnetooptische Informationsspeichereinrichtung
DE3882262T2 (de) Magnetooptisches Aufzeichnungs- oder Wiedergabegerät.
DE2040278A1 (de) Magnetschichtspeicher
DE19831593A1 (de) Magnetooptischer Aufzeichnungsträger
DE2040765A1 (de) Magnetschichtspeicher
DE1547363B2 (de) Optische speichervorrichtung
DE3883349T2 (de) Gleichzeitiges Löschen und erneutes Einschreiben einer Information in einen magnetooptischen Speicher.
DE3706318A1 (de) Verfahren zum direkten ueberschreiben von digitalen daten, die auf magneto-optischen aufzeichnungsmedien aufgezeichnet sind
DE69225252T2 (de) Magneto-optisches Aufzeichnungsmedium
DE3817568C2 (de) Optischer Modulator mit einem supraleitenden Oxid
DE2164725B2 (de) Optischer Datenspeicher
DE3851977T2 (de) Magnetkarte und Anwendungsverfahren.
DE1524786A1 (de) Magnetische Speicheranordnung
DE1524875A1 (de) Magnetooptischer Datenspeicher
DE69023606T2 (de) Magnetooptische Aufzeichnung.
DE69315178T2 (de) Magnetooptisches Aufzeichnungsverfahren
DE69026910T2 (de) Verfahren zur Herstellung eines magnetooptischen Speichers