DE2201813A1

DE2201813A1 - Register mit Bereichsausbreitung

Info

Publication number: DE2201813A1
Application number: DE19722201813
Authority: DE
Inventors: Claude Battarel
Original assignee: TECSI Techniques et Systemes Informatiques
Current assignee: TECSI Techniques et Systemes Informatiques
Priority date: 1971-01-14
Filing date: 1972-01-14
Publication date: 1972-07-20
Also published as: GB1342694A; FR2123122A1; FR2123122B1; BE777651A; US3739358A; NL7200571A; JPS5516356B1; DE2201813B2; DE2201813C3; IT946476B

Description

DR. MÜLLER-BORE DlPL-PriYS. DR. MAN ΙΪΖ DIPL.-CHEM. DR. DEU FE L DIPL.-ING. FINSTERWALD DIPL.-ING. GRÄMKOW

PATENTANWÄLTE 2 2 Π 1 8 1

hünchen, den 14. Januar 1971 We/Sv - C 2467

TECHNIQUES EI¹ SYSSEIlES IiNiORMATIQUES 15, Quai du President iranl Douiuor 92 COU-RBEVOIE, Frankreich

Register mit Bereichsausbreitung

Die Erfindung bezieht sich auf Speichervorrichtungen mit dünnen magnetischen Schichten. Sie betrifft einen Speicher, der den grundsätzlichen Aufbau eines Schieberegisters aufweist, in welchem die Information zwischen dem Eingang und dem Ausgang in .Form einer physikalischen Übertragung in einem magnetischen Bereich fortschreitet. Sie findet Anwendung bei der Herstellung von Speichern mit reduzierten Abmessungen und sehr hoher Dichte.

Die Speicher mit dünnen magnetischen Schichten werden vorteilhafterweise dazu verwendet, eine beträchtliche Informationsmenge unter reduzierten Raumverhältnissen zu speiehern, ausgedrückt in Bits pro ein¹¹" oder cnr mit reduzierter Zugriffszeit.

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220 1 8

Es sind bereits Speicher mit Ausbreitung magnetischer !^reiche bekannt, deren Basiselement ein Schieberegister ist, wobei dar Weiterschalten durch Taktimpulse synchronisiert ist. ^νΔη no
ches Register wird aus einer magnetischen Schicht gebildet, die im allgemeinen eine Stärke eines Bruchteils von einem Mikron
aufweist, welche eine Gesamtmagnetisierung in einer bestimmter Polarität empfangen hat, wobei jedes Informationsbit durch das Vorhandensein von magnetischen Bereichen in bestimmten Zonen d Oberfläche dargestellt wird, in welchen eine umgekehrte Magnet sierung herrscht. Am Eingang des Registers wird ein Bereich in einem Startplatz gebildet: diese Operation wird als Aufbau bezeichnet. In einem Rhythmus, der durch die Taktimpulse vorgegeben wird, schreitet der Bereich von Platz zu Platz fort, bis er einen letzten Platz, den Leseplatz, erreicht, wo das Auftreten eines Bereichs einen Induktionsstrom in einem Lesekreis er zeugt.

In solchen Speichern bewirken alle Operationen (Schreiben oder Aufbau, Ausbreitung, Lesen) sowie elektromagnetische Wechselwirkungen elektrische Ströme, die in flachen Leitern fli >en,
welche eine Stärke von einigen zehn Mikron aufweisen.

Es ist bekannt, daß zahlreiche magnetische Medien und insbesondere die dünnen Schichten, wenn sie in geeigneter Weise behandelt sind, eine Ac_hse leichter Magnetisierbarkeit aufweisen, wo das Koerzitiv-JPeld einige Oersted nicht überschreitet, um di. Magnetisierung umzukehren entlang einer Richtung parallel oder antiparallel zu dieser Achse. Die zu der Achse seichter Magnetisierbarkeit senkrecht verlaufende Achse wird al Achse schwerer Magnetisierbarkeit bezeichnet.

Die bekannten Ausführungsformen von Schieber« :" r b Ausbreitung von magnetischen Bereichen, deren W<■.·;.:.,■. >chal -.mg
synchronisiert ist, umfassen zwei Typen. Bei r egia.ern

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des ersten Typs erfolgt die Ausbreitung der Information in der Sichtung der Achse leichter Magnetisierbarkeit. Dieser Ausbreitungstyp erfordert die Verwendung von Leitern in Form eines orthogonalen Doppelmäanders in der Ausbreitungsrichtung. Es ist dann fast unmöglich, diese Register zusammenzufalten und es ist sehr schwierig, die Leiter zur Registerausvfahl anzubringen, ohne die Speicherdichte zu vermindern. In den Registern des zweiten Typs erfolgt die Ausbreitung entlang der Achse schwerer Magnetisierbarkeit, was es ermöglicht, solche Register zu falten, dann erfordert die Ausbreitung jedoch die Anwendung von schrägen Feldern und somit von schrägen Leitern in bezug auf die Magnetisierungsrichtung, wodurch die Anbringung der Leiter beträchtlich erschwert wird und die Auswahl von kleinen Registern sehr schwierig wird.

Es ist insbesondere ein magnetischer Aufbau aus dünnen Schichten bekannt, welcher als Schieberegister arbeitet, bei welchem die Bereiche in zick-zack-förmig geneigten Kanälen laufen, und zwar abwechselnd auf beiden Seiten der Achse leichter Magnetisierbarkeit. Diese Wegführung wird dadurch erreicht, daß ein Feld in alternierender Weise entlang einer zick-zack-förmigen Bahn und somit schräg zu der Achse leichter Magnetisierbarkeit geführt wird. Man erhält somit die Wirkung einer Ausbreitung der Information entlang der Achse schwerer Magnetisierbarkeit.

2 C) 9 B 3 Ü / 1 U h

Andererseits verwenden bestimmte bekannte Konstruktionen ein Ausbreitungsmedium der Bereiche in Form von isolierten geschnittenen Bändern, die auf einem Substrat angeordnet sinds das Vorhandensein entmagnetisierender Felder auf den Bändern erfordert dann verhältnismäßig große Abmessungen, wodurch es unmöglich wird, die Bitdichte in Quadratzentimeter möglichst groß werden zu lassen.

Die Schwierigkeiten beim Aufbau in den bekannten Ausführungsformen verbieten es, den Herstellungspreis auf einen möglichst geringen Wert zu senken. Nun spielt aber die Senkung des Herstellungspreises bei den industriellen Anwendungsmöglichkeiten solcher Anordnungen eine wesentliche Bolle.

Das Ziel der Erfindung besteht darin, ein Schieberegister aus dünnen magnetischen Schichten mit Bereichsausbreitung entlang der Achse schwerer Magnetisierbarkeit zu schaffen, das einfach und preiswert ist, insbesondere ohne schräge Leiter auskommt, wobei eine Ausbreitungszone mit möglichst geringen Abmessungen vorhanden sein soll derart, daß eine

ρ
sehr hohe Bitdichte pro cm erreichbar ist. Diese letzte Eigenschaft ist dem unilateralen Ausbreitungsmechanismus 4er Erfindung immanent. Wie nachfolgend erläutert wird,

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ist die Zone der weichen Stellung der Ausbreitung eines Bereiches sehr gering, sie liegt in der Größenordnung von 20 χ 20 Mikron, und es besteht keine Notwendigkeit, ein anderes lokales Magnetfeld anzuwenden als das an jeden Aufbau entlang der Achse leichter Magnetisierbarkeit angelegte Ausbreitungsfeld.

Das erfindungsgemäße Register mit Bereichsausbreitung zeichnet sich aus durch eine Zone einer dünnen Schicht mit geringem Koerzitiv-Feld für die Ausbreitung eines magnetischen Bereiches, der in seiner Gesamtheit eine rechteckige Form aufweist, wobei die große Achse entlang der Achse schwerer Magnetisierbarkeit verläuft, wobei diese Zone auf dem einen Rand begrenzt ist durch eine erste Girlande mit Sägezahnform mit fortschreitenden Flanken, d.h., mit einer geneigten Kante und einer parallel zu der Achse leichter Magnetisierbarkeit verlaufenden Kante, wobei auf dem gegenüberliegenden Rand eine zweite Girlande in Sägezahnform symmetrisch zu der ersten Girlande angeordnet ist und zu derselben um eine halbe Zahnweite versetzt ist. Es sind weiterhin Einrichtungen vorgesehen, um einerseits an einem Ende der auf diese Weise gebildeten Zone einen Bereich umgekehrter Magnetisierung zu schaffen, und zwr am Ende eines Zahns eines ersten Randes, um anderer-

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seits den Bereich des Zahnendes bis zum Ende des folgenden Zahns auf dem zweiten Rand wachsen zu lassen, um andererseits den ursprünglichen Teil des mittleren .Abschnittes des Bereiches zu löschen, indem auf diese Weise der das Zahnende des zweiten Randes überdeckende Teil bewahrt wird und somit das, was das Äquivalent einer Ausbreitung des Bereiches entlang der Achse schwerer Magnetisierbarkeit darstellt, wobei schließlich eine Leseeinrichtung vorgesehen ist, um die Ankunft des Bereiches am anderen Ende der Zone zu ermitteln. Diese verschiedenen Magnetfelder, welche dazu erforderlich sind, um diese aufeinanderfolgenden Umkehrungen der Bereiche in den benachbarten Zähnen zu bewirken, werden von Leitern geliefert, die parallel zu der Achse schwerer Magnetisierbarkeit verlaufen. Ein solcher Kanal, der aus einem weichen magnetischen Material schwachen Koerzitiv-Feldes in dünner Schicht gebildet ist, ist im wesentlichen mit einer dünnen Schicht aus einem Material gekoppelt, das ein wesentlich stärkeres Koerzitiv-Feld aufweist, wobei die Zusammensetzung und die Stärke Jeder Schicht derart aufgebaut sind, daß auf die so gebildete Anordnung optimale magnetische Parameter übertragen werden.

In der Technologie der dünnen Schichten werden folgende Parameter definiert:

K » einachsige Anisotropiekonstante

M_e - Sättigungsmagnetisierung s

p « Anisotropiefeld

H ■ Koerzitiv-Feld, welches den erforderlichen c

Schwellenwert aufweist, um eine Wandverschiebung eines Bereiches auszulösen.

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Die Erfindung wird nachfolgend "beispielsweise anhand der Zeichnung beschrieben. Anhand eines bevorzugten Ausführungsbeispiels und verschiedener Abwandlungen werden die Bedingungen der Bereichsausbreitung erläutert. Anschließend werden die optimalen Werte der Parameter angegeben, und es wird erläutert, auf welche Weise diese Parameter erreicht werden. In der Zeichnung zeigen:

Fig. Λ eine Kurvendarstellung, aus welcher sich die Wechselwirkung zwischen dem Magnetfeld und der Magnetisierung ableiten lassen,

Fig. 2 eine charakteristische Form eines Ausbreitungskanals,

Fig. 3 mehrere Schemata, welche die Ausbreitung eines Bereiches in dem Ausbreitungskanal darstellen,

Fig. 4- mehrere Schemata, und zwar Detail-Schemata der Fig. 5 in vergrößertem Maßstab,

Fig. 5 int schematischer Darstellung ein vollständiges Register,

Fig. 6 eine Detaildarstellung, welche eine Variante des Schemas gemäß Fig. 5 gibt,

Fig. 7 ©in. Zeitdiagramm, welches die Veränderung der Ausbreitungssteuerströme darstellt und

Fig. 8 eine Abwandlung des Schemas der Fig. 5·

In der Fig. 1 stellt die Kurve 1, welche aus vier identischen Segmenten gebildet ist, die als Achsen Ox, die Richtung leichter Magnetisierbarkeit, H//, und die dazu senkrechte Richtung Oy, H^, aufweisen, die "Astroide" dar, welche in folgender Weise definiert istχ wenn E die Biergie einer Schicht mit einer einachsigen Anisotropie beim Vorhandensein eines Magnetfeldes der . Stärke H ist, welches einen Winkel 0 mit der Achse leichter Magnetisierbarkeit bildet und wenn 0 der Winkel der Magnetisierung mit dieser Gleichgewichtsachse ist, ist die kritische

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Kurve, welche die Astroide festlegt, der Ort der Endpunkte des Vektors H wie

E/o' O -J² E/_L/O² = 0.

Für ein beliebiges angelegtes Feld H ist die Magnetisierung M parallel zu einer der Tangenten an die kritische Kurve, die vom Ende des Vektors H ausgeht oder zu der Tangente, wenn nur eine vorhanden ist.

Die wirkliche kritische Kurve hat nämlich nicht die Form der idealen Astroide 1, da Sekundäreffekte (Dispersion, Wandverschiebung) ihr die bei 2 dargestellte Form verleihen. H, ist der Wert des Feldes in den Spitzen der Astroide, während H der Wert in den Schnittpunkten der wirklichen Kurve 2 mit der Achse leichter Magnetisierbarkeit ist.

Die Fig. 2 zeigt einen Abschnitt einer Zone der Bereichsausbreitung, welche eine zentrale Zone 3 und eine äußere Zone 4 aufweist. In der zentralen Zone hat H einen verhältnismäßig geringen Wert. H, ist größenordnungsmäßig etwa vier- bis sechsmal stärker. Die äußere Zone 4 hat ein Koerzitiv-Feld, das in seiner Größenordnung etwa dem Doppelten von E, entspricht, das beispielsweise durch eine Austauschkopplung zwischen der Schicht mit geringem Koerzitiv-Feld, das einheitlich auf das Substrat aufgebracht ist, und einer Schicht mit sehr starkem Koerzitiv-Feld erreicht wird, die lokal in den Bereichen 4 aufgebracht ist. Unten werden näherungsweise Zahlenwerte dieser verschiedenen Felder angegeben. Die Richtung der Achse leichter Magnetisierbarkeit ist bei 5 dargestellt, die Richtung der entsprechenden Ausbreitung bei 6, die gleichzeitig der Richtung der Achse schwerer Magnetisierbarkeit entspricht.

2 0 9 8 3 Π / 10 5 1

Die zentrale Zone 3 ist in der Figur nach oben durch Zähne begrenzt, die einen regelmäßigen Abstand voneinander aufweisen, wie 11, 13) 15> ··· und nach unten durch Zähne 10, 12, 14 mit demselben Abstand, die gegenüber den Zähnen 11, 13) 15 jeweils um einen Halbschritt, bzw. einen halben Platz versetzt sind.

Ein Zahn wie 11 wird aus einer Kante A1 B1 gebildet, die um einen Winkel ä. gegenüber der Richtung der Achse leichter Magnetisierbarkeit geneigt ist, angrenzend an eine Kante B1 A3 der Länge 1 parallel zu der Achse leichter Magnetisierbarkeit. Der Winkel B1 ist gleich dem Winkel A1 (-"'), in derselben Weise ist der Zahn 13 durch die Umrisse A3 B3 A5 begrenzt, usw.

Auf dem unteren Rand sind nacheinander angeordnet: der Zahn 10, begrenzt durch Ao Bo A2, mit dem Winkel Bo =^/X:, der Zahn 12, begrenzt durch A2 B2 A4, usw., wobei die Winkel A2 und B2 gleich sind.

In der Darstellung der Fig. 2 beträgt der Winkel >C 45°. Sein Wert ist jedoch nicht kritisch, er kann vielmehr jeden beliebigen Wert annehmen, beispielsweise zwischen 30° und 70° liegen. Die Winkel A2, A4, ... befinden sich in der Mitte in bezug auf die gegenüberliegende Kante A1 B1, bzw. A3 B3. Ebenso finden sich die Winkel A1, A3, ... in der Mitte in bezug auf die gegenüberliegende Kante Ao Bo, bzw. A2 B2, ...

Die Punkte A1, A3, A5 — sind auf einer ersten Geraden Q1 angeordnet, welche parallel zu der Achse schwerer Magnetisierbarkeit verläuft, während die Punkte AO, A2, A4... auf einer zweiten Geraden Q2 angeordnet sind, die parallel zu Q1 verläuft. Der Abstand η zwischen den Geraden Q1 und Q2 liegt in der Größen ordnung von 1/2 Zahn bis zu zwei Zähnen.

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- ίο -

Im Unterschied zu der bekannten Ausführungsform, wo der Kanal geringer Koerzitiv-Kraft als Führungsweg für die Wanderung eines Bereiches dient, haben bei der Erfindung die geneigten Kanten eine Schrankenwirkung, welche auf einem im Wachsen begriffenen Bereich eine Kurve hervorrufen, aus der schließlich eine Informationsausbreitung von links nach rechts resultiert, und zwar parallel zu der Achse schwerer Malietisierbarkeit im Falle der Fig. 2, wie nachfolgend erläutert wird. Die Zähne 11) 13 > 15 > ··· bilden den oberen Arm der Ausbreitungszone, während die Zähne 10, 12, 14, ... den unteren Arm darstellen.

Es ist vorteilhaft, jedem Zahn einen seitlichen Auswuchs zu verleihen, der einen unsymmetrischen Hut bildet, welcher nachfolgend als Platz bezeichnet wird, wobei dieser Auswuchs eine Seite wie B1 C1 in Verlängerung von A3 B1 aufweist und eine parallele Seite wie D1 El, wobei der Punkt E1 etwa bei zwei Drittel der Seite Al B1 liegt, so daß die Verbindung C1 D1 die Länge g besitzt. In der Fig. 2 sind diese Plätze gestrichelt eingezeichnet. Zwei Plätze sind um einen Abstand m voneinander entfernt.

Ihre Wirkung besteht darin, den Bereichen eine definierte Lage zu geben, die magnetische Stabilität zu erhöhen, woraus bei der Möglichkeit der Verminderung der geometrischen Abmessungen ein Anwachsen der Informationsdichte resultiert.

Beispielsweise lassen sich für die geometrischen Abmessungen folgende Werte angeben: g » 12 ia; 1 = 80 u; m » 23 μ» ρ = g + m » 35/1· Der einem Informationsbit zugeordnete Raum liegt in der Größenordnung von 35 χ 200 ii, entsprechend 7000yu . Dies bedeutet in der Praxis, in einem Speicher, der aus erfindungsgemäßen fiegistern aufgebaut ist, wobei Abstände zwischen den Registern vorhanden sind, erreicht die Informationsdichte mindestens 10 000 Bit/cm².

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Die Fig. 3 zeigt fünf schematische Darstellungen a, b, c, d und e, welche die verschiedenen Phasen des Überganges eines Bereiches darstellen, beispielsweise vom unteren Arm der Ausbreitungszone zum oberen Arm.

Im Schema a wächst ein zuvor aufgebauter Bereich 8, der einen Platz des unteren Arms besetzt, beispielsweise den Platz 12 der Zone geringen Koerzitiv-Feldes, bei 8¹ nach oben, und zwar durch Anwendung eines Magnetfeldes H^ entlang der Achse leichter Magnetisierbarkeit 5· Auf der schrägen Kante A3 E3, welche die Zone geringer Koerzitiv-Kraft von der Zone starker Koerzitiv-Kraft trennt, besteht eine Diskontinuität mit dem Auftreten der Magnetpole auf der !Trennlinie. Für einen Wert des angelegten Feldes H., welcher die Spitze des Bereiches 8' in der Nähe der schrägen Kante ankommen läßt, erkennt man in der Fig.4a in vergrößertem Maßstab, daß die Spitze dem Feld H unterworfen ist, welches aus dem angelegten Feld H^ und dem Störfeld h resultiert. Das Feld H verläuft schräg und besitzt die Tendenz, die Spitze des Bereiches nach rechts zu neigen. Die auf diese Weise erreichte Richtwirkung ist gering.

Für einen höheren Wert des angelegten Feldes verlagern sich die Wände des oberen Teils des Bereiches nach rechts und nach links, wobei sich die Spitze des Bereiches entlang der oberen schrägen Kante bei 8" abzuflachen beginnt. Diese SLtuation ist in der Fig.3b dargestellt. In der Fig.4b erkennt man in vergrößertem Maßstab, daß an der oberen Grenze des Bereiches eine Linie mit Polen erscheint, welche ein entmagnetisierendes Feld erzeugt. Auf dem linken Rand des Bereiches ist das entmagnetisierende Feld EL fast entgegengesetzt zu dem angelegten Feld. Hingegen existiert auf der rechten Seite bei einem entmagnetisierenden Feld Hp eine bemerkenswerte Resultierende, die nach rechts gerichtet ist. Die Felder aufgrund der Pole, welche durch die Abflachung der Spit?:e erzeugt werden, rufen eine Entmagnetisierungsenergie hervor. d^; c; nach rechts schwächer ist als nach links, Da:aus ergibt sie·'; nach rechts eine schwächere Koerziti". ■ ?':-.■:'f. ."'ζ :.;aeh linkt"

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Für ein stärkeres angelegtes Feld, welches als Übergangsfeld bezeichnet wird, breitet sich der Bereich nach rechts entlang der Grenze der Zone starker Koerzitiv-Kraft aus (siehe Fig.3c).

In dieser Situation zeigt die Fig.4c in vergrößertem Maßstab zwei Linien mit Polen derselben Polarität, die einander gegenüberliegen, deren Wirkungen sich überlagern. Es erfolgt somit eine Verstärkung des obengenannten Effektes und ein Vordringen des Zahns 13 durch den Bereich. In der Zone Q der Fig.3d ist die wesentliche Kurve der Wand von einem entmagnetisierenden Feld begleitet, obwohl ein stärkeres Ausbreitungsfeld erforderlich ist, damit der Bereich sich weiterhin ausdehnen kann.

Bei einem übermäßig starken Ausbreitungsfeld würde der Bereich die Spitze A3 nach links überschreiten. Man gelangt somit zum Überschreitungsfeld. Der Wert des an die Struktur anzulegenden Ausbreitungsfeldes sollte also zwischen dem Übergangsfeld und dem Überschreitungsfeld liegen. Die Zahlenwerte dieser Feldstärken werden nachfolgend beispielsweise angegeben.

Der folgende Schritt besteht darin, den unteren Teil des Bereiches abzuschneiden, indem durch geeignete Mittel ein Löschfeld im unteren Bereich angelegt wird, welches nachfolgend beschrieben wird. Man erhält dann die in der Fig.3e dargestellte Situation: der ursprünglich in dem Platz des unteren Zahns 12 angeordnete Bereich ist in.den Platz des oberen Zahns 13 übergegangen, und zwar in der Ausbreitungsrichtung von links nach rechts entlang der Achse schwerer Magnetisierbarkeit. In einer folgenden Stufe erhält man die Ausbreitungsfolge nach rechts mit einem Durchgang vom oberen Arm zum unteren Arm usw. undsofort,

Aus den Fig. 3 und 4 ist ersichtlich, daß der erfindungsgemäße Aufbau eine Ausbreitung von Bereichen gewährleisten kann, die exakt in einer Richtung verläuft.

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Die Fig. 5 zeigt ein vollständiges Eegister. Zur Vereinfachung der Figur ist ein Register mit drei Stellen dargestellt, und zwar mit drei oberen Zähnen 11, 13, 15 und drei unteren Zähnen 10, 12, 14. Ein auf der linken Seite in der oberen Reihe angeordneter Platz 19 bildet einen Aufbauplatz oder einen Schreibplatz. Ein Platz 20, der rechts vom rechten letzten unteren Zahn 14 angeordnet ist, bildet einen Leseplatz. Die Plätze 19 und 20 haben vorzugsweise eine größere Breite als die Plätze 10...14.

Um die verschiedenen Operationen auf die Bereiche auszuführen, ist die Ausbreitungszone mit einer bestimmten Anzahl von flachen Leitern ausgestattet.

Der Leiter A, der Ausbreitungsleiter, bedeckt die gesamte Zone. Er transportiert einen Strom i., und zwar über die Gesamtheit seiner Ausdehnung in einheitlicher Richtung. Dieser Strom erzeugt das Ausbreitungsfeld H^ entlang der Achse leichter Magnetisierbarkeit. Dieser Strom ändert alternierend die Polarität, wie es unten beschrieben wird.

Der Leiter B, der Sperrleiter, hat die Form eines länglichen U, dessen einer Zw=Lg die oberen Zähne 11...15 bedeckt und dessen anderer Zweig die unteren Zähne 10..14 überdeckt. Sein Strom ig geht beispielsweise im oberen Zweig von links nach rechts und von rechts nach links im unteren Zweig. Er wird ebenfalls alternierend umgekehrt.

Der Leiter C, welcher entlang der Achse leichter Magnetisierbarkeit orientiert ist, bedeckt den Platz 19· Der Strom i^, welcher ihn durchfließt, ist ein Schreibstrom, der durch Kombination mit dem angelegten Ausbreitungsfeld entlang der Achse leichter Magnetisierbarkeit einen Aufbau durch Magnetisierung entlang einer schrägen Achse erzeugt.

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Der Leiter D bedeckt das untere Ende des Platzes 20 und empfängt

Lesespannungsimpuls, wenn ein Bereich dort in Erscheinung

tritt.

Ein weiteres Mittel zum Lesen kann in der Verwendung des magnetischen Quer- oder Längswiderstand_es in der magnetischen Schicht selbst oder in einer Schicht aus einer anderen magnetischen oder Halbleiter-Substanz bestehen, die der unmittelbaren Nachbarschaft der Ausgangsarme des Registers auf der magnetischen Schicht zugeordnet ist.

Der Leiter A hat vorzugsweise eine Stärke in der Größenordnung von 6 u, die Leiter B, 0 und D besitzen eine Stärke in der Größenordnung von 3Jki· Zur Isolation zwischen den Schichten kann eine Schichtstärke von 6 u eines Polyamids verwendet werden, beispielsweise kann "Pyre ML" der Firma Du Pont de Nemours verwendet werden, welches bei 200⁰C während 3/4- Stunden polymerisiert ist.

Gemäß Fig. 6 besteht eine weitere Schreibeinrichtung darin, den Platz 19 dadurch zu verlängern, daß ein Anhang 19' angefügt wird, der durch einen Leiter C bedeckt ist.

Die Fig. 7 zeigt drei graphische Darstellungen, welche die Polaritäten der verschiedenen oben definierten Ströme darstellen, i^, ig, Iq, und zwar zu verschiedenen Taktzeiten, die dazu dienen, die Arbeitsweise zeitlich zu steuern. Es sind vier Zeiten ti, t2, t3, t4 dargestellt.

Während der Zeit ti geschieht folgendes: Ausgehend von einer Schicht, die in der Richtung der Achse leichter Magnetisierbarkeit magnetisiert ist, wird ein Informationsbereich im Eingangsplatz des Kanals schwacher Koerzitiv-Kraft aufgebaut, und zwar durch die Koinzidenz eines Ausbreitungsfeldes und eines Schreibfeldes. Der Leiter A empfängt einen Strom in einer ersten Richtung, erzeugt ein Feld, dessen Amplitude zwischen dem Übergatigsfeld und dem Ifoerschreitungsfeld liegt. Es bildet sich dann ein Bereich, der die Pla'^c ") und 10 füllt.

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Während der Zeit t2 geschieht folgendes: In den Leiter A wird ein Strom i« in einer umgekehrten oder zweiten Eichtung hineingeschickt, der sich in einer .äuslöschung des Bereiches auswirkt. Dann wird jedoch ein Strom ig in den Leiter ig hineingeschickt, und zwar mit einer Polarität, die dazu geeignet ist, der Auslöschung entgegenzuwirken (Sperrstrom), und zwar im unteren Zweig der Zone. Der ursprünglich "bei 19 befindliche Bereich befindet sich jetzt bei 10.

Während der Zeit tj> geschieht folgendes: Es wird in den Leiter A ein Strom in der ersten Eichtung hineingeschickt. Daraus ergibt sich eine Verlängerung des Bereiches des Zahns 10 zum Zahn 11, denn der Strom i. der ersten Eichtung liefert stets ein Anwachsen des Bereiches.

Während der Zeit t4 geschieht folgendes: Der Strom i. hat die zweite Eichtung (dieselbe wie in t2). In ig wird ein zu dem während t2 fließenden Strom umgekehrter Strom hineingeschickt. Daraus ergibt sich die Auslöschung im unteren Arm der Zone ausschließlich. Der Bereich nimmt jetzt den Platz des Zahns 11 ein.

Dieselbe Operation erfolgt gleichzeitig auf allen Bereichen, die anfänglich in den oberen Zähnen der Zone angeordnet waren, sie werden um einen Schritt nach rechts verlagert. Man hat somit die Arbeitsweise eines Schieberegisters.

Die Fig. 8, in welcher die Bezugszeichen dieselbe Bedeutung haben, wie in der Fig. 5? veranschaulicht eine weitere Ausführung des Schieberegisters der Fig. 5» welche eine wirtschaftlichere Schreibeinrichtung aufweist, und zwar durch Verwendung des Sperrleiters selbst.

Der Leiter B ist jetzt gegenüber der Fig. 5 in umgekehrter Eicht angeordnet, wobei die Verbindungstraverse zw sehen den Schenke den Schreibplatz 19 bedeckt.

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Um einen Bereich bei 19 aufzubauen, schickt man einen Strom ig in den ßperrleiter hinein, und zwar in Koinzidenz mit einem Ausbreitungsstrom i^. Der Strom ig überlagert dem Ausbreitungsfeld ein Feld in der Achse der leichten Magnetisierbarkeit auf den Zähnen des Kanals, außer auf dem Schreibplatz 19, wo das angelegte Feld entlang der Achse schwerer Magnetisierbarkeit verläuft.

Die Verbindungstraverse, welche den linken Teil des Leiters B bildet, besitzt auf dem rechten Rand des Platzes 19 eine Anzapfung GH derart, daß dem Strom ig in dieser Zone die Richtung parallel zu der Achse leichter Magnetisierbarkeit verliehen wird. Wenn L die Breite des Leiters B ist, nimmt man vorzugsweise für HJ einen Wert in der Größenordnung von 1/2.

In den Fig. 5 und 8 ist jeweils nur eine Schreibstation und eine Lesestation dargestellt, es lassen sich jedoch im Rahmen der Erfindung auch Vielfachlese- und Vielfachschreibstationen vorsehen, indem ähnliche Anordnungen verwendet werden, wie sie oben beschrieben sind.

Nachfolgend wird auf die elektrischen und magnetischen Parameter eingegangen. Die magnetische Schicht besitzt eine geringe Koerzitivkraft, und ihre Herstellung wird nachfolgend beschrieben. Sie weist beispielsweise folgende Werte für die einzelnen Parameter auf: H in der Größenordnung von 4- Oersted, H, in der Größenordnung von 20 Oersted.

Die Schicht mit einer großen Koerzitivkraft hat im wesentlichen ein Koerzitiv-Feld, das einen Wert in der Größenordnung von Oersted erreichen kann.

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Zur Kopplung zwischen den zwei Schichten erhöht man die Koerzitiv kraft H » 4- Oersted de:
Oersted erreichen kann.

kraft K_Q » 4- Oersted der weichen Schicht, welche dann H^! = 40

Unter diesen Bedingungen und mit den geometrischen Abmessungen de Ausbreitungskanals, wie sie oben beschrieben wurden (Breite des Platzes etwa 12 ii, maximale Zahnhöhe 80 ii, Schrittweite der Zähne , hat das Übergangsfeld einen Wert von etwa 5 Oersted, und

das Überschreitungsfeld besitzt einen Wert von etwa 8 Oersted.

Die Steuerimpulse können beispielsweise in der Größenordnung von 0,1 £ für den Sperrstrom und 0,5'Ä für den Ausbreitungsstrom betragen.

All diese Zahlenwerte dienen jedoch lediglich als Beispiele.

Die Schichten können auf folgende Weise hergestellt werden; Die Schicht geringer Koerzitivkraft wird aus einer ternären Legierung von FeNiOo gebildet. Der günstigste Anteil von Co liegt in einem Bereich von 20 bis 25 °/°· Eine typische Zusammensetzung ist beispielsweise: 62 % Ni, 15,5 % Fe, 22,5 % Co. Pur eine derartige Legierung sind die Werte von H und H,

C J£

in etwa unabhängig von der Stärke, und zwar für eine Stärke zwischen etwa 850 und 1100 Ä.

Diese Schicht wird beispielsweise durch Verdampfung im Vakuum auf ein Glassubstrat aufgebracht. Man erhält auf diese Weise eine polykristalline Schicht, die sehr geringe Koeffizienten der Kristallanisotropie und der Restmagnetostriktion aufweist.

Die Ablagerung erfolgt beim Vorhandensein eines konstanten Magnetfeldes, welches eine magnetische Ausrichtung (Achse leichter Magnetisierbarkeit) in einer bevorzugten Richtung bewirkt.

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Die Schicht mit hoher Koerzitivkraft kann in verschiedener Weise erzeugt werden?

Verbreitete Methoden für Speicher dieses Typs machen Gebrauch entweder von der Anhebung des Koerzitiv-Feldes durch vorherige Ablagerung einer Alutni niumschicht, wo Bestände von freiem Glas die Zone geringen Koerzitiv-Feldes bilden oder von der Austauschkopplung zwischen der Schicht geringen Koerzitiv-Feldes und einer Schicht mit sehr starker Koerzitivkraft (CoP) von über 1000 Ä, wo der Bestand der Zone ebenfalls durch ροlymerisierbares Harz unter der Wirkung von Licht (Typ "Photoresist", angemeldetes Warenzeichen) oder durch selektive metallische Ablagerung gebildet ist.

Im Falle der Erfindung werden die besten Resultate erreicht bei einer Schicht von CoP mit 600 1, und zwar bei einer Kopplung mit einer Schicht von CoNiPe mit 1000 2..

- Patentansprüche -

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Claims

Patentansprüche

(jty Register mit Ausbreitung von magnetischen Bereichen aus dünnen magnetischen Schichten, die eine Achse leichter Magnetisierbarkeit und eine Achse schwerer Magnetisierbarkeit in zueinander senkrechten Richtungen aufweisen, die auf ein nicht-magnetisches Substrat aufgebracht sind und eine Zone verhältnismäßig großer Koerzitivkraft elektrisch isolieren, welche wenigstens eine Ausbreitungszone mit geringer Koerzitivkraft umgibt, und zwar mit rechteckiger Form, wobei die Ausbreitungszone mit geringer Koerzitivkraft von wenigstens einem Band gebildet ist, das in ein sich wiederholendes Muster unterteilt ist, dadurch gekennzeichnet, daß das Band auf einem ersten Begrenzungsumriß mit der Zone großer Koerzitivkraft in der allgemein parallel zu der Achse schwerer Magnetisierbarkeit (6) verlaufenden Richtung eine erste Folge von Girlanden in einer regelmäßigen Schrittweite (p) in Form eines Sägezahns mit unsymmetrischen Flanken (11, 13, 15) in Bezug auf die Achse leichter Magnetisierbarkeit (5) aufweist, daß eine erste Kante parallel zu der Achse leichter Magnetisierbarkeit (5) verläuxc, welche einen spitzen Winkel (x) mit einer zweiten schrägen Kante bildet, daß ein zweiter zu dem ersten Umriß in seiner Gesamtheit parallel verlaufender Begrenzungsumriß vorgesehen ist, daß weiterhin eine zweite Folge von Girlanden (10, 12, 14) vorhanden ist, welche in bezug auf die ersten Girlanden um einen Halbschritt versetzt sind, welche dieselbe Form aufweisen wie die ersten Girlanden, jedoch symmetrisch in bezug auf die Längsachse ■ des Registers sind, die ihrerseits parallel zu der Achse schwerer Magnetisierbarkeit (6) verläuft, daß die Verlängerung einer ersten Kante einer Girlande der ersten Folge in die Mitte einer zweiten Kante einer Girlande der zweiten Folge fällt und daß jede geneigte Kante in einer Richtung orientiert ist, welche durch die Ausbreitung parallel zu der Achse schwerer Magnetisierbarkeit (6) bestimm'-

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2. Register nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die spitzen Winkel zwischen etwa JO⁰ und etwa 70° liegen.
3. Register nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Scheitel benachbarter Winkel der Längsachse des ersten Umrisses und die Scheitel der homologen Winkel des zweiten Umrisses jeweils auf zwei parallele Geraden (Q1, Q2) ausgerichtet sind, welche einen Abstand in der Größenordnung von der halben bis zu der zweifachen Höhe (1) eines Zahnes besitzen, wobei zwischen denselben ein kontinuierliches Band einer Substanz mit geringer Koerzitivkraft vorhanden ist.
4. Register nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß jeder Zahn eine Verlängerung aufweist, die einen ersten Rand besitzt, der auf die erste parallel zu der Achse leichter Magnetisierbarkeit (5) verlaufende Kante ausgerichtet ist, weiterhin einen zweiten Rand aufweist, der parallel zu der Achse schwerer Magnetisierbarkeit (6) ausgerichtet ist und eine Länge in der Größenordnung eines Drittels eines Schrittes besitzt und einen dritten Rand hat, der parallel zu dem ersten Rand verläuft, der die schräge Kante schneidet.
5. Register nach Anspruch 3₅ dadurch gekennzeichnet, daß die Breite (g) der Plätze in der Größenordnung von 12 Mikron liegt, daß die parallel zu der Achse leichter Magnetisierbarkeit verlaufende Seite eines Zahnes eine Länge (l) in der Größenordnung von 80 Mikron aufweist und daß der Abstand zwischen zwei benachbarten Plätzen eine Ausdehnung (m) in der Größenordnung von 23 Mikron aufweist.

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6. Register nach Anspruch 5₅ dadurch gekennzeichnet, daß die Zone geringer Koerzitivkraft aus einer ternären Legierung von Pe Ni Oo gebildet ist, die eine Zusammensetzung im Bereich von 62 % Hi, 15,5 % Pe, 22,5 % Oo aufweist, wobei der Anteil jedes Bestandteils in einem Bereich von etwa + 10 % schwanken kann.
7. Register nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Schicht mit geringer Koerzitivkraft eine Stärke zwischen etwa 850 und 1100 1 aufweist.
8. Register nach Anspruch 7> dadurch gekennzeichnet, daß die kontinuierliche Schicht geringer Koerzitivkraft von einer diskontinuierlichen Zone hoher Koerzitivkraft aus Kobalt-Phosphor von 500 bis 800 & Stärke überdeckt ist.
9. Register nach Anspruch 3₅ dadurch gekennzeichnet, daß die Einrichtung zum Weiterschalten der Bereiche einen ersten Leiter (A) aufweist, welcher die Ausbreitungszone bedeckt, dessen geometrische Achse parallel zu der Achse schwerer Magnetisierbarkeit (6) verläuft und daß ein zweiter flacher Leiter (B) vorgesehen ist, der von dem ersten Leiter (A) isoliert ist und welcher dieselbe Längsachse besitzt, wobei er in sich selbst in Porm eines U zurückgefaltet ist, das einen axialen Spalt aufweist, der die Längsachse der Zone der Ausbreitung (HA) einrahmt.
10.Register nach Anspruch 9> dadurch gekennzeichnet, daß ein dritter Leiter (C) vorgesehen ist, der entlang der Achse leichter Magnetisierbarkeit ausgerichtet ist und einen Schreibplatz (19) überdeckt, der am Kopf des Registers angeordnet ist.

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11. Register nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, daß der zweite Leiter (iB) in Form eines U derart angeordnet ist, daß der Verbindungszweig den Schreibplatz (19) überdeckt und einen Spalt derart aufweist, daß der Strom (iB), welcher den Leiter durchfließt, parallel zu der Achse leichter Magnetisierbarkeit oberhalb des Schreibplatzes (19) fließt.

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