JPH0459711B2 - - Google Patents
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- JPH0459711B2 JPH0459711B2 JP57211747A JP21174782A JPH0459711B2 JP H0459711 B2 JPH0459711 B2 JP H0459711B2 JP 57211747 A JP57211747 A JP 57211747A JP 21174782 A JP21174782 A JP 21174782A JP H0459711 B2 JPH0459711 B2 JP H0459711B2
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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
- G11C19/0866—Detecting magnetic domains
-
- G—PHYSICS
- G11—INFORMATION STORAGE
- G11C—STATIC STORES
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- 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
- G11C19/0841—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 using electric current
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- 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
- G11C19/0858—Generating, replicating or annihilating magnetic domains (also comprising different types of magnetic domains, e.g. "Hard Bubbles")
Description
【発明の詳細な説明】
本発明は膜面垂直方向を磁化容易方向とする強
磁性体薄膜に形成されるストライプドメインの境
界を形成するブロツホ磁壁の中に静的に安定に存
在する 垂直ブロツホラインを記憶情報単位として用い
る新規な磁気記憶方法に関する。
磁性体薄膜に形成されるストライプドメインの境
界を形成するブロツホ磁壁の中に静的に安定に存
在する 垂直ブロツホラインを記憶情報単位として用い
る新規な磁気記憶方法に関する。
第1図はブロツホ磁壁中のブロツホライン対を
示す。垂直ブロツホラインはブロツホ磁壁中で左
回りのブロツホ磁壁部(第1図b)と右回りのブ
ロツホ磁壁部(第1図c)とがぶつかり合つたと
ころにできるネール型磁壁部(第1図aの2)で
ある。
示す。垂直ブロツホラインはブロツホ磁壁中で左
回りのブロツホ磁壁部(第1図b)と右回りのブ
ロツホ磁壁部(第1図c)とがぶつかり合つたと
ころにできるネール型磁壁部(第1図aの2)で
ある。
ストライプドメイン磁壁内に同符号の垂直ブロ
ツホライン対の有無の配列として情報を記憶する
場合、該ストライプドメインの初期状態として磁
壁内にブロツホラインが全く入つていない、いわ
ゆるS=1状態を用いる方法が提案されている。
この方法では垂直ブロツホライン対は第2図に示
すように、ストライプドメインの上側と下側とで
は、垂直ブロツホライン対の間の領域のブロツホ
磁壁部の磁化が互いに逆向きになつている。この
ような構造は自然界に存在する地磁気の影響、あ
るいは該素子に通常用いられる膜面垂直方向に加
えられるバイアス磁界とチツプ面との直交性のわ
ずかなずれに基く面内磁界成分があると、どちら
か一方の垂直ブロツホライン対が不安定になる。
ツホライン対の有無の配列として情報を記憶する
場合、該ストライプドメインの初期状態として磁
壁内にブロツホラインが全く入つていない、いわ
ゆるS=1状態を用いる方法が提案されている。
この方法では垂直ブロツホライン対は第2図に示
すように、ストライプドメインの上側と下側とで
は、垂直ブロツホライン対の間の領域のブロツホ
磁壁部の磁化が互いに逆向きになつている。この
ような構造は自然界に存在する地磁気の影響、あ
るいは該素子に通常用いられる膜面垂直方向に加
えられるバイアス磁界とチツプ面との直交性のわ
ずかなずれに基く面内磁界成分があると、どちら
か一方の垂直ブロツホライン対が不安定になる。
例えば、第2図aのように、ストライプドメイ
ンの上側および下側に1対ずつの垂直ブロツホラ
イン対があるとする。もし、上記原因による面内
磁界成分が第2図bのように右向きに加わつてい
ると、ストライプドメイン上側の垂直ブロツホラ
インは2つに分割され、ストライプ磁壁全体のゼ
ーマンエネルギーを低める構造をとる。このた
め、2つの垂直ブロツホライン対を蓄積したにも
かかわらず、その中の1対は分解してしまう現象
がしばしば見られた。
ンの上側および下側に1対ずつの垂直ブロツホラ
イン対があるとする。もし、上記原因による面内
磁界成分が第2図bのように右向きに加わつてい
ると、ストライプドメイン上側の垂直ブロツホラ
インは2つに分割され、ストライプ磁壁全体のゼ
ーマンエネルギーを低める構造をとる。このた
め、2つの垂直ブロツホライン対を蓄積したにも
かかわらず、その中の1対は分解してしまう現象
がしばしば見られた。
さらにHipがある場合、この分解してストライ
プヘツドに移動した垂直ブロツホラインは垂直ブ
ロツホライン駆動法としてよく用いられるバイア
ス印加法ではうまく駆動できない。
プヘツドに移動した垂直ブロツホラインは垂直ブ
ロツホライン駆動法としてよく用いられるバイア
ス印加法ではうまく駆動できない。
その理由を第3図に示す。第3図aのように垂
直ブロツホラインがストライプドメインヘツドに
存在している状態にバイアスパルス磁界を印加す
ると、該垂直ブロツホラインは第3図bに示す位
置に一旦移動するが、垂直ブロツホライン駆動用
バイアスパルス磁界が切れると、上記原因に基ず
く面内磁界Hipのため、ふたたび垂直ブロツホラ
インはストライプドメインヘツドに戻る第3図
c。そのため、該垂直ブロツホラインは面内磁界
成分があるとうまく転送されない。
直ブロツホラインがストライプドメインヘツドに
存在している状態にバイアスパルス磁界を印加す
ると、該垂直ブロツホラインは第3図bに示す位
置に一旦移動するが、垂直ブロツホライン駆動用
バイアスパルス磁界が切れると、上記原因に基ず
く面内磁界Hipのため、ふたたび垂直ブロツホラ
インはストライプドメインヘツドに戻る第3図
c。そのため、該垂直ブロツホラインは面内磁界
成分があるとうまく転送されない。
本発明の目的は、このような垂直ブロツホライ
ン転送の不安定性が取除かれた新らたな磁気記憶
方法を提供するものである。
ン転送の不安定性が取除かれた新らたな磁気記憶
方法を提供するものである。
すなわち本発明は情報の読み出し、書き込み、
蓄積の機能を備えてなる磁気記憶方法において、
膜面に垂直な方向を磁化容易方向とする強磁性体
膜(フエリ磁性体膜も含む)に存在するストライ
プドメインの周辺のブロツホ磁壁中に作つた相隣
合う2つの垂直ブロツホラインからなる垂直ブロ
ツホライン対を記憶情報単位として用い、前記ス
トライプドメインの初期状態を負のブロツホライ
ンが2本ストライプドメイン磁壁内に存在する状
態(S=0状態)にしておくことを特徴とする磁
気記憶方法である。
蓄積の機能を備えてなる磁気記憶方法において、
膜面に垂直な方向を磁化容易方向とする強磁性体
膜(フエリ磁性体膜も含む)に存在するストライ
プドメインの周辺のブロツホ磁壁中に作つた相隣
合う2つの垂直ブロツホラインからなる垂直ブロ
ツホライン対を記憶情報単位として用い、前記ス
トライプドメインの初期状態を負のブロツホライ
ンが2本ストライプドメイン磁壁内に存在する状
態(S=0状態)にしておくことを特徴とする磁
気記憶方法である。
本発明について以下に詳しく説明する。
本発明の特徴はストライプドメインの初期状態
を負の垂直ブロツホラインが2本入つた、いわゆ
るS=0状態とすることであり、第4図aにその
状態を示す。Hipが存在しているため、ストライ
プドメイン全体のゼーマンエネルギーを低めるよ
うに垂直ブロツホラインはストライプドメインヘ
ツドに存在する。この状態のストライプドメイン
に負の垂直ブロツホライン対を1対書込んだ状態
を第4図bに示す。この状態にブロツホライン駆
動用バイアスパルス磁界を印加していくと、垂直
ブロツホライン対は第4図cに示すようにストラ
イプヘツドに来る。さらに、バイアスパルス磁界
を印加すると、第4図dに示すように3本の垂直
ブロツホラインが移動する。この状態でバイアス
パルス磁界を切ると、Hipの存在のため、3本の
ブロツホラインの中で最後尾の1本だけ、ストラ
イプドメインヘツドに戻り、第4図eに示すよう
な状態になり、ストライプドメイン全体のゼーマ
ンエネルギーを低める。結局垂直ブロツホライン
対が第4図bの位置からeの位置へ安定した状態
で転送されたことになる。但し、ストライプヘツ
ドを通過する毎に、ブロツホライン対の間の磁化
向きがHipの逆になるように、もともとストライ
プドメインヘツドにあるブロツホラインと駆動さ
れてくるブロツホライン対の計3本のブロツホラ
インの間で、ブロツホラインの再編成がくり返さ
れている。このような転送機構を使うことによ
り、地磁気等の外部磁界に打勝つ面内磁界を人為
的にストライプドメイン長手方向に加えておくこ
とにより、外部じよう乱に強い垂直ブロツホライ
ン対の転送を可能にした。
を負の垂直ブロツホラインが2本入つた、いわゆ
るS=0状態とすることであり、第4図aにその
状態を示す。Hipが存在しているため、ストライ
プドメイン全体のゼーマンエネルギーを低めるよ
うに垂直ブロツホラインはストライプドメインヘ
ツドに存在する。この状態のストライプドメイン
に負の垂直ブロツホライン対を1対書込んだ状態
を第4図bに示す。この状態にブロツホライン駆
動用バイアスパルス磁界を印加していくと、垂直
ブロツホライン対は第4図cに示すようにストラ
イプヘツドに来る。さらに、バイアスパルス磁界
を印加すると、第4図dに示すように3本の垂直
ブロツホラインが移動する。この状態でバイアス
パルス磁界を切ると、Hipの存在のため、3本の
ブロツホラインの中で最後尾の1本だけ、ストラ
イプドメインヘツドに戻り、第4図eに示すよう
な状態になり、ストライプドメイン全体のゼーマ
ンエネルギーを低める。結局垂直ブロツホライン
対が第4図bの位置からeの位置へ安定した状態
で転送されたことになる。但し、ストライプヘツ
ドを通過する毎に、ブロツホライン対の間の磁化
向きがHipの逆になるように、もともとストライ
プドメインヘツドにあるブロツホラインと駆動さ
れてくるブロツホライン対の計3本のブロツホラ
インの間で、ブロツホラインの再編成がくり返さ
れている。このような転送機構を使うことによ
り、地磁気等の外部磁界に打勝つ面内磁界を人為
的にストライプドメイン長手方向に加えておくこ
とにより、外部じよう乱に強い垂直ブロツホライ
ン対の転送を可能にした。
以下、本発明をその実施例に基づき、詳細に説
明する。本発明の主な点は膜面垂直磁化膜に存在
するストライプドメイン周辺を形成するブロツホ
磁壁内に存在する垂直ブロツホラインを情報記憶
単位とするところにあるが、以下の実施例ではメ
ジヤーマイナー構成を例にして垂直ブロツホライ
ンメモリーの一形式を述べる。本実施例ではメジ
ヤーラインでは従来通りバブルドメインを情報単
位とし、マイナーループをストライプドメインで
構成し、その周辺のブロツホ磁壁内に存在する垂
直ブロツホライン(以下VBLという)を情報単
位とするものについて述べる。
明する。本発明の主な点は膜面垂直磁化膜に存在
するストライプドメイン周辺を形成するブロツホ
磁壁内に存在する垂直ブロツホラインを情報記憶
単位とするところにあるが、以下の実施例ではメ
ジヤーマイナー構成を例にして垂直ブロツホライ
ンメモリーの一形式を述べる。本実施例ではメジ
ヤーラインでは従来通りバブルドメインを情報単
位とし、マイナーループをストライプドメインで
構成し、その周辺のブロツホ磁壁内に存在する垂
直ブロツホライン(以下VBLという)を情報単
位とするものについて述べる。
第5図はチツプの全体図である。全体の情報の
流れを示すと、まず、発生器4で書込まれた情報
(バブルの有無)は書込みメジヤーラインを上か
ら下へ移動する。この情報をマイナーループ5へ
記憶させるために、バブル6の有無で示されたメ
ジヤーライン上の情報をマイナーループへVBL
の形でトランスフアーできるように、マイナール
ープをVBLを保持できるブロツホ磁壁で構成す
ることが本発明の特徴であり、記憶容量の飛躍的
向上の重要なカギになつている。書込みライント
ランスフアーゲート7により、マイナーループに
トランスフアーされた情報(VBL)はマイナー
ループを構成するストライプドメイン磁壁上を移
動させることができる。マイナーループから読出
しメジヤーラインへの情報トランスフアーは
VBLからバブルへの変換を伴う。なお、この読
出しトランスフアーゲート8はブロツクレプリケ
ータ機能も合せ持つている。
流れを示すと、まず、発生器4で書込まれた情報
(バブルの有無)は書込みメジヤーラインを上か
ら下へ移動する。この情報をマイナーループ5へ
記憶させるために、バブル6の有無で示されたメ
ジヤーライン上の情報をマイナーループへVBL
の形でトランスフアーできるように、マイナール
ープをVBLを保持できるブロツホ磁壁で構成す
ることが本発明の特徴であり、記憶容量の飛躍的
向上の重要なカギになつている。書込みライント
ランスフアーゲート7により、マイナーループに
トランスフアーされた情報(VBL)はマイナー
ループを構成するストライプドメイン磁壁上を移
動させることができる。マイナーループから読出
しメジヤーラインへの情報トランスフアーは
VBLからバブルへの変換を伴う。なお、この読
出しトランスフアーゲート8はブロツクレプリケ
ータ機能も合せ持つている。
このようにマイナーループをバブル材料に存在
するストライプドメインで構成し、マイナールー
プ上での情報単位としてバブルドメインの代りに
VBLを用いることにより、従来のバブルドメイ
ンを用いた素子に比較して約2桁の記憶密度向上
を達成できる。
するストライプドメインで構成し、マイナールー
プ上での情報単位としてバブルドメインの代りに
VBLを用いることにより、従来のバブルドメイ
ンを用いた素子に比較して約2桁の記憶密度向上
を達成できる。
以下、上記チツプ各部の動作を詳細に説明す
る。本実施例ではメジヤーラインは書込み、読出
しともに電流駆動方式(DCP)を採用した。従
来よく使われている面内回転磁界駆動方式では、
面内磁界とマイナーループ上のVBLとの相互作
用のため記憶情報が破壊される危険性が高いため
である。但し、本発明では、VBL対の安定転送
を確保するため、ストライプドメイン長手方向に
面内磁界を常に加えてある。
る。本実施例ではメジヤーラインは書込み、読出
しともに電流駆動方式(DCP)を採用した。従
来よく使われている面内回転磁界駆動方式では、
面内磁界とマイナーループ上のVBLとの相互作
用のため記憶情報が破壊される危険性が高いため
である。但し、本発明では、VBL対の安定転送
を確保するため、ストライプドメイン長手方向に
面内磁界を常に加えてある。
また、次に例示する書込みトランスフアーゲー
トはメジヤーライン上のバブルとマイナーループ
を構成するストライプドメインヘツドとの相互作
用を用いている。つまり、メジヤーライン上にバ
ブルドメインがあると、それにつながるマイナー
ループを構成しているストライプドメインのヘツ
ドはバブルとストライプドメインの反発相互作用
のため、バブルから遠ざかることを利用してい
る。
トはメジヤーライン上のバブルとマイナーループ
を構成するストライプドメインヘツドとの相互作
用を用いている。つまり、メジヤーライン上にバ
ブルドメインがあると、それにつながるマイナー
ループを構成しているストライプドメインのヘツ
ドはバブルとストライプドメインの反発相互作用
のため、バブルから遠ざかることを利用してい
る。
第6図には、書込みメジヤーラインにバブルが
ないとき、マイナーループのストライプドメイン
磁壁にVBLを書込む、いわゆる相補型トランス
フアーゲートの動作手順を示す。本発明ではS=
0ストライプドメインを用いているので、ストラ
イプドメイン磁壁に何も記憶されていない状態で
すでにストライプドメインヘツドに負のVBL1
4が1本存在している。トランスフアーゲートは
4本の平行コンダクター9,10,11,12お
よび11,12の上に、絶縁層を介して形成した
帯状コンダクター13からできている。マイナー
ループを構成するストライプドメインはメジヤー
ラインにバブルがない場合、第6図aに示す位置
に安定化させておく。ストライプドメインヘツド
にVBLを作る方法として、ここではコンダクタ
ーライン10にパルス電流Ip1を与え、ストライ
プドメインヘツドを第6図bに示す方向にダイナ
ミツクに移動させる方法を用いる。
ないとき、マイナーループのストライプドメイン
磁壁にVBLを書込む、いわゆる相補型トランス
フアーゲートの動作手順を示す。本発明ではS=
0ストライプドメインを用いているので、ストラ
イプドメイン磁壁に何も記憶されていない状態で
すでにストライプドメインヘツドに負のVBL1
4が1本存在している。トランスフアーゲートは
4本の平行コンダクター9,10,11,12お
よび11,12の上に、絶縁層を介して形成した
帯状コンダクター13からできている。マイナー
ループを構成するストライプドメインはメジヤー
ラインにバブルがない場合、第6図aに示す位置
に安定化させておく。ストライプドメインヘツド
にVBLを作る方法として、ここではコンダクタ
ーライン10にパルス電流Ip1を与え、ストライ
プドメインヘツドを第6図bに示す方向にダイナ
ミツクに移動させる方法を用いる。
但し、本発明ではストライプヘツドにすでに1
本の負のVBLがあるので、書込み動作の前にこ
のVBLをヘツドからはずしておく必要がある。
第6図bに示すように、VBLを反時計方向にス
トライプドメイン磁壁上を周回させる。まず、ス
トライプドメイン全体にVBL駆動用バイアスパ
ルス磁界を加え、VBL14をコンダクター13
の右端まで移動させると同時にコンダクター13
に矩形状電流を与え、Hipに打勝つ面内磁界をコ
ンダクターパターン13直下に生じさせる。こう
することにより、VBL14はコンダクターパタ
ーン13の右端に保持していく。そうすれば、コ
ンダクター10に加えたIp1により、ストライプ
ドヘツド部15のブロツホ磁壁部の磁化は180゜回
転し、第6図aの向きから第6図cの向きに変
る。これは磁壁構造のダイナミツクコンバージヨ
ンという。こうすることにより、ストライプドメ
インヘツドの両側に、ブロツホ磁壁の磁化が互い
にぶつかり合うところ15,16ができる。その
部分がVBLと呼ばれるところである。この状態
でコンダクター13に与えていた矩形状電流を切
ると、VBL16はHipの影響で、VBL14と
VBL対を作り、メジヤーライン上にバブルが存
在しない場合、ストライプドメイン磁壁上に1ビ
ツトが書き込まれたことになる第6図d。なお、
この後、ストライプヘツドにあるVBL15の符
号を反転するため、コンダクター11,12にパ
ルス電流を与えてストライプドメインヘツドを第
6図eに示すように切りとると、切りとつた後の
ストライプヘツドにはHipの影響で負のVBLが
入り、書込み動作を完了したことになる。VBL
15をのはま残しておくと、のVBLとの
VBLが互いに再結合しやすく、情報保持の安定
性がよくない。なお、ストライプドメインから切
りとつた不用バブルは第6図の9,11のコンダ
クターに平行パルス電流を与えてメジヤーライン
へ移動させ、最後に消去する。
本の負のVBLがあるので、書込み動作の前にこ
のVBLをヘツドからはずしておく必要がある。
第6図bに示すように、VBLを反時計方向にス
トライプドメイン磁壁上を周回させる。まず、ス
トライプドメイン全体にVBL駆動用バイアスパ
ルス磁界を加え、VBL14をコンダクター13
の右端まで移動させると同時にコンダクター13
に矩形状電流を与え、Hipに打勝つ面内磁界をコ
ンダクターパターン13直下に生じさせる。こう
することにより、VBL14はコンダクターパタ
ーン13の右端に保持していく。そうすれば、コ
ンダクター10に加えたIp1により、ストライプ
ドヘツド部15のブロツホ磁壁部の磁化は180゜回
転し、第6図aの向きから第6図cの向きに変
る。これは磁壁構造のダイナミツクコンバージヨ
ンという。こうすることにより、ストライプドメ
インヘツドの両側に、ブロツホ磁壁の磁化が互い
にぶつかり合うところ15,16ができる。その
部分がVBLと呼ばれるところである。この状態
でコンダクター13に与えていた矩形状電流を切
ると、VBL16はHipの影響で、VBL14と
VBL対を作り、メジヤーライン上にバブルが存
在しない場合、ストライプドメイン磁壁上に1ビ
ツトが書き込まれたことになる第6図d。なお、
この後、ストライプヘツドにあるVBL15の符
号を反転するため、コンダクター11,12にパ
ルス電流を与えてストライプドメインヘツドを第
6図eに示すように切りとると、切りとつた後の
ストライプヘツドにはHipの影響で負のVBLが
入り、書込み動作を完了したことになる。VBL
15をのはま残しておくと、のVBLとの
VBLが互いに再結合しやすく、情報保持の安定
性がよくない。なお、ストライプドメインから切
りとつた不用バブルは第6図の9,11のコンダ
クターに平行パルス電流を与えてメジヤーライン
へ移動させ、最後に消去する。
マイナーループ内ではVBLの対を1ビツト
として第7図に示すように情報が記憶される。
,,……がそれぞれ1ビツトに対応する。
第7図に全ビツト書込んだ情報列を示す。
として第7図に示すように情報が記憶される。
,,……がそれぞれ1ビツトに対応する。
第7図に全ビツト書込んだ情報列を示す。
次にマイナーループ内のビツト周期つまり、
VBL間隔がどのようにして与えられるかを考え
る。2つのVBLの間の相互作用として、VBLの
場所に誘起される磁極によつて生じる静磁エネル
ギーと、磁壁内磁化のねじれによる交換相互作用
とがある。前者はVBLの間隔を縮める向きの力
を生じ、後者は逆にVBL同志を遠避ける力を生
じる。これら2つの力のつり合いから、2つの
VBL間の安定距離Soは、バブル材料のQ値(≡
Hk/4πMs)が大きいときはSo=πΛとおける。
ここでΛ=(A/2πMs2)である。このSoはバブ
ル材料の特性長lにほぼ等しい。従つて、ビツト
周期2So=2lとなる。VBLの度は1μmバブル材料
を用いると、1cm2チツプではストライプドメイン
の数は5000本、つまり、磁壁の数は10000本とな
る。l=0.125μmとすると、VBL対の間隔(ビツ
ト周期)は2l=0.25μmとなり、1cmの長さの中
の磁壁中にVBL対は4×106個入る。したがつ
て、1cm2中には4×104×104=400メガビツト収
容できる。VBLが高度に等間隔で存在している
ときは、VBL対の間隔はSoで安定化される。し
かし、VBL対が不連続に存在している場合、例
えば、“001010001……”といつた情報列を考え
て、1ビツトずつ遂次転送できるよう転送パター
ン18をつけ、VBL間の引力Faおよび反発力Fr
を利用してビツト位置をきめた。
VBL間隔がどのようにして与えられるかを考え
る。2つのVBLの間の相互作用として、VBLの
場所に誘起される磁極によつて生じる静磁エネル
ギーと、磁壁内磁化のねじれによる交換相互作用
とがある。前者はVBLの間隔を縮める向きの力
を生じ、後者は逆にVBL同志を遠避ける力を生
じる。これら2つの力のつり合いから、2つの
VBL間の安定距離Soは、バブル材料のQ値(≡
Hk/4πMs)が大きいときはSo=πΛとおける。
ここでΛ=(A/2πMs2)である。このSoはバブ
ル材料の特性長lにほぼ等しい。従つて、ビツト
周期2So=2lとなる。VBLの度は1μmバブル材料
を用いると、1cm2チツプではストライプドメイン
の数は5000本、つまり、磁壁の数は10000本とな
る。l=0.125μmとすると、VBL対の間隔(ビツ
ト周期)は2l=0.25μmとなり、1cmの長さの中
の磁壁中にVBL対は4×106個入る。したがつ
て、1cm2中には4×104×104=400メガビツト収
容できる。VBLが高度に等間隔で存在している
ときは、VBL対の間隔はSoで安定化される。し
かし、VBL対が不連続に存在している場合、例
えば、“001010001……”といつた情報列を考え
て、1ビツトずつ遂次転送できるよう転送パター
ン18をつけ、VBL間の引力Faおよび反発力Fr
を利用してビツト位置をきめた。
ここでは、一例として上記マイナーループを構
成するストライプドメイン上にストライプドメイ
ンの長手方向に直角方向に2So周期で、幅Soのパ
ーマロイ薄膜で作つた平行細線パターンを形成
し、平行細線の両側に誘起される磁極とVBLと
の相互作用を利用した。
成するストライプドメイン上にストライプドメイ
ンの長手方向に直角方向に2So周期で、幅Soのパ
ーマロイ薄膜で作つた平行細線パターンを形成
し、平行細線の両側に誘起される磁極とVBLと
の相互作用を利用した。
VBLのマイナーループに沿つての転送は一つ
の方法として、ストライプドメインにパルスバイ
アス磁界を加えてダイナミツクに行なつた。
VBLの速度VBLはは磁壁の磁壁面法線向きの速度
分VWを用いて、VBL=(πQ1/2/2α)VWと書ける。
の方法として、ストライプドメインにパルスバイ
アス磁界を加えてダイナミツクに行なつた。
VBLの速度VBLはは磁壁の磁壁面法線向きの速度
分VWを用いて、VBL=(πQ1/2/2α)VWと書ける。
VBL対の間隔(ビツト周期)は2πΛであるか
らVBLを2πΛ動かすためのパルス磁界振幅Hと、
幅TはHT=2πΛ・2/π 1/Q1/2 1/r(Ku/A)1
/2≒ 250Oe・nsとなり、振幅25Oeのパルス磁界の場
合、その幅が10nsecであれば、VBLは2πΛ移動
できることを意味している。ここでは、VWとし
て、VBLがπΛの間隔で高度につまつている部分
の値を用いた。その他の部分はもつと速く移動で
きる。つまり、VWはVBLが高密度につまつてい
る部分とVBLがまつたくない部分に比較して約
1/1000になる。しかし、これはVBLの遂次転送
にはあまり影響を与えなかつた。
らVBLを2πΛ動かすためのパルス磁界振幅Hと、
幅TはHT=2πΛ・2/π 1/Q1/2 1/r(Ku/A)1
/2≒ 250Oe・nsとなり、振幅25Oeのパルス磁界の場
合、その幅が10nsecであれば、VBLは2πΛ移動
できることを意味している。ここでは、VWとし
て、VBLがπΛの間隔で高度につまつている部分
の値を用いた。その他の部分はもつと速く移動で
きる。つまり、VWはVBLが高密度につまつてい
る部分とVBLがまつたくない部分に比較して約
1/1000になる。しかし、これはVBLの遂次転送
にはあまり影響を与えなかつた。
読出しトランスフアーゲートはマイナーループ
を形成しているストライプドメイン磁壁にVBL
として記憶されている情報をバブルに変換してメ
ジヤーラインにトランスフアーアウトし、かつ、
マイナーループ上の情報が破壊されないようにす
るレプリケーターの働きも兼備えている。第8図
にその動作原理を順を追つて説明する。まず、第
8図aに示すように、ストライプドメインヘツド
にはVBL22がある。そのとなりのVBL対
23を駆動するバイアスパルス磁界を印加し
VBLを反時計方向に移動する。次にコンダクタ
ー18,19に対応して、絶縁層を介して形成さ
れた帯状コンダクターパターン21に矩形状電流
を加え、コンダクター21直下にHipに打勝つ大
きさの左向き面内磁界を発生する。こうすること
により、VBL22、VBL対23を第8図bに示
す位置に保持しておいて、帯状コンダクター21
の下に絶縁層を介して設置したコンダクターパタ
ーン18,19に反平行パルス電流を与え、第8
図cに示すようにストライプドメインヘツドを切
りとる。その後、帯状コンダクターパターンに与
えた電流を切る。こうすることにより、ヘツドを
切りとつた後のストライプドメインヘツドには帯
状コンダクターパターンにより与えた左向き面内
磁界を反映したVBLが形成される。ストライ
プドメインヘツドから切りとられたバブルはスト
ライプドメイン磁壁上のVBL対の存在に対応し
ている。このバブル24をコンダクターパターン
19,20に平行パルス電流を与え、読出しメジ
ヤーラインへ運び、その後検出器27へ転送する
第8図e。このように読出し部にあるストライプ
ドメインヘツドはビツト安定位置にしておく。
を形成しているストライプドメイン磁壁にVBL
として記憶されている情報をバブルに変換してメ
ジヤーラインにトランスフアーアウトし、かつ、
マイナーループ上の情報が破壊されないようにす
るレプリケーターの働きも兼備えている。第8図
にその動作原理を順を追つて説明する。まず、第
8図aに示すように、ストライプドメインヘツド
にはVBL22がある。そのとなりのVBL対
23を駆動するバイアスパルス磁界を印加し
VBLを反時計方向に移動する。次にコンダクタ
ー18,19に対応して、絶縁層を介して形成さ
れた帯状コンダクターパターン21に矩形状電流
を加え、コンダクター21直下にHipに打勝つ大
きさの左向き面内磁界を発生する。こうすること
により、VBL22、VBL対23を第8図bに示
す位置に保持しておいて、帯状コンダクター21
の下に絶縁層を介して設置したコンダクターパタ
ーン18,19に反平行パルス電流を与え、第8
図cに示すようにストライプドメインヘツドを切
りとる。その後、帯状コンダクターパターンに与
えた電流を切る。こうすることにより、ヘツドを
切りとつた後のストライプドメインヘツドには帯
状コンダクターパターンにより与えた左向き面内
磁界を反映したVBLが形成される。ストライ
プドメインヘツドから切りとられたバブルはスト
ライプドメイン磁壁上のVBL対の存在に対応し
ている。このバブル24をコンダクターパターン
19,20に平行パルス電流を与え、読出しメジ
ヤーラインへ運び、その後検出器27へ転送する
第8図e。このように読出し部にあるストライプ
ドメインヘツドはビツト安定位置にしておく。
なお、駆動条件はストライプヘツドにVBL対
25があるとき、その後にあるVBL26が第8
図bの22のVBLの位置にくるように設定する。
25があるとき、その後にあるVBL26が第8
図bの22のVBLの位置にくるように設定する。
第8図に示すコンダクター18,19に電流パ
ルスを与えてバブルを切りとるとき、パルス振幅
が第9図a,bに示すように、コンダクター2
8,29の間のブロツホ磁壁の磁化が互いに平行
になつている場合と、反平行になつている場合と
で異なることがこのゲートでは利用されている。
ルスを与えてバブルを切りとるとき、パルス振幅
が第9図a,bに示すように、コンダクター2
8,29の間のブロツホ磁壁の磁化が互いに平行
になつている場合と、反平行になつている場合と
で異なることがこのゲートでは利用されている。
この理由を簡単に述べる。コンダクター28,
29の右側にVBLがない場合と、ある場合とで
は、コンダクター28,29の間の領域のストラ
イプドメイン磁壁(ブロツホ磁壁部)内の磁化の
向きが第10図に示すように異なる。つまり、ス
トライプドメイン磁壁面に垂直方向から磁化のね
じれの様子をみると、VBLがない第10図aの
場合、磁化はストライプドメインを横切つたと
き、完全に半回転ねじれている。これに対し、
VBLがある第10図bの場合、磁化はドメイン
内だけ90゜ねじつたようになつている。この場合、
ストライプドメイン幅を狭くしていくと、磁化間
の交換相互作用が高まるため、ドメイン部の反転
磁化はドメインの両側と同じ向きに回転させられ
る。つまり、ドメインをなくすことによつて交換
エネルギーの上昇を回避する。
29の右側にVBLがない場合と、ある場合とで
は、コンダクター28,29の間の領域のストラ
イプドメイン磁壁(ブロツホ磁壁部)内の磁化の
向きが第10図に示すように異なる。つまり、ス
トライプドメイン磁壁面に垂直方向から磁化のね
じれの様子をみると、VBLがない第10図aの
場合、磁化はストライプドメインを横切つたと
き、完全に半回転ねじれている。これに対し、
VBLがある第10図bの場合、磁化はドメイン
内だけ90゜ねじつたようになつている。この場合、
ストライプドメイン幅を狭くしていくと、磁化間
の交換相互作用が高まるため、ドメイン部の反転
磁化はドメインの両側と同じ向きに回転させられ
る。つまり、ドメインをなくすことによつて交換
エネルギーの上昇を回避する。
他方、第10図aの場合、ドメイン部を通過す
ることにより、磁化は完全に半回転しているの
で、ドメイン幅を狭くしたときの交換相互作用の
上昇を第10図bに示す機構では回避できない。
代りに、ドメイン幅を縮めないようにすることで
交換エネルギーの上昇を防いでいる。このよう
に、ストライプドメイン幅を狭くする過程での交
換相互作用の上昇を回避する機構がストライプド
メインヘツドにVBLがある場合とない場合とで
異なる。
ることにより、磁化は完全に半回転しているの
で、ドメイン幅を狭くしたときの交換相互作用の
上昇を第10図bに示す機構では回避できない。
代りに、ドメイン幅を縮めないようにすることで
交換エネルギーの上昇を防いでいる。このよう
に、ストライプドメイン幅を狭くする過程での交
換相互作用の上昇を回避する機構がストライプド
メインヘツドにVBLがある場合とない場合とで
異なる。
第11図a,bは5μmバブル用材料に形成した
ストライプドメインの消失磁界を第10図aおよ
びbの磁壁構造のものについて比較した結果で、
第11図bに示す第10図b相当の場合が消失し
やすいことを示している。この機構のちがいを利
用すると、第10図に示したように、コンダクタ
ー27,28にパルス電流Ip4を与え、ストライ
プドメインを分断しようとすると、ストライプド
メインヘツドにVBLがない場合は第10図aに
相当するため、第9図aに示すように分断が難し
い。他方、VBLがある場合、第10図bに対応
し、第9図bに示す如く、分断されやすい。この
ような動作を利用して、書込みライン上にバブル
がない位置で、VBLがマイナーループに入り、
かつ、読出しラインにバブルを送り出す方式のバ
ブル素子を形づくつている。
ストライプドメインの消失磁界を第10図aおよ
びbの磁壁構造のものについて比較した結果で、
第11図bに示す第10図b相当の場合が消失し
やすいことを示している。この機構のちがいを利
用すると、第10図に示したように、コンダクタ
ー27,28にパルス電流Ip4を与え、ストライ
プドメインを分断しようとすると、ストライプド
メインヘツドにVBLがない場合は第10図aに
相当するため、第9図aに示すように分断が難し
い。他方、VBLがある場合、第10図bに対応
し、第9図bに示す如く、分断されやすい。この
ような動作を利用して、書込みライン上にバブル
がない位置で、VBLがマイナーループに入り、
かつ、読出しラインにバブルを送り出す方式のバ
ブル素子を形づくつている。
他方、第10図aの場合、ドメイン部を通過す
ることにより、磁化は1回転しているので、ドメ
イン幅を狭くしたときの交換相互作用の上昇を第
10図bに示す機構では回避できない。代りに、
ドメイン幅を縮めないようにすることで交換エネ
ルギーの上昇を防いでいる。このように、ストラ
イプドメイン幅を狭くする過程での交換相互作用
の上昇を回避する機構がストライプドメインヘツ
ドにVBLがある場合とない場合とで異なる。
ることにより、磁化は1回転しているので、ドメ
イン幅を狭くしたときの交換相互作用の上昇を第
10図bに示す機構では回避できない。代りに、
ドメイン幅を縮めないようにすることで交換エネ
ルギーの上昇を防いでいる。このように、ストラ
イプドメイン幅を狭くする過程での交換相互作用
の上昇を回避する機構がストライプドメインヘツ
ドにVBLがある場合とない場合とで異なる。
第11図a,bは5μmバブル用材料に形成した
ストライプドメインの消失磁界を第10図aおよ
びbの磁壁構造のものについて比較した結果で、
第11図bに示す第10図b相当の場合が消失し
やすいことを示している。この機構のちがいを利
用すると、第10図に示したように、コンダクタ
ー27,28にパルス電流Ip4を与え、ストライ
プドメインを分断しようとすると、ストライプド
メインヘツドにVBLがない場合は第10図aに
相当するため、第9図aに示すように分断が難し
い。他方、VBLがある場合、第10図bに対応
し、第9図bに示す如く、分断されやすい。この
ような動作を利用して、書込みライン上にバブル
がない位置で、VBLがマイナーループに入り、
かつ、読出しラインにバブルを送り出す方式のバ
ブル素子を形づくつている。
ストライプドメインの消失磁界を第10図aおよ
びbの磁壁構造のものについて比較した結果で、
第11図bに示す第10図b相当の場合が消失し
やすいことを示している。この機構のちがいを利
用すると、第10図に示したように、コンダクタ
ー27,28にパルス電流Ip4を与え、ストライ
プドメインを分断しようとすると、ストライプド
メインヘツドにVBLがない場合は第10図aに
相当するため、第9図aに示すように分断が難し
い。他方、VBLがある場合、第10図bに対応
し、第9図bに示す如く、分断されやすい。この
ような動作を利用して、書込みライン上にバブル
がない位置で、VBLがマイナーループに入り、
かつ、読出しラインにバブルを送り出す方式のバ
ブル素子を形づくつている。
なお、ストライプドメインヘツドにマイナスの
VBLがある場合、ストライプドメインヘツド部
を分断すると、新たにできたストライプドメイン
ヘツドにもとのVBLと同じものが再生されるの
はHipを加えているためである。Hipを加えてお
かないと、バブル磁界の面内成分のため、必ずし
もマイナスのVBLが再生されるとは限らなくな
る。
VBLがある場合、ストライプドメインヘツド部
を分断すると、新たにできたストライプドメイン
ヘツドにもとのVBLと同じものが再生されるの
はHipを加えているためである。Hipを加えてお
かないと、バブル磁界の面内成分のため、必ずし
もマイナスのVBLが再生されるとは限らなくな
る。
次にVBL対の消去法について説明する。
消去したいVBL対23を第12図Aに示すよ
うに読出しメジヤーライン側のマイナーループの
ストライプドメインヘツドに駆動してもつてく
る。そうするとストライプドメインヘツドには第
12図bに示すようにもともと存在している
VBLと共に3本のVBLが集まる。このと
き、コンダクター18,19の間の領域ではスト
ライプドメインの両側のブロツホ磁壁内の磁化は
平行になるため、コンダクター18,19に情報
読出しのときと同じ電流パルスを与えると、第1
2図cに示すように、ストライプドメインヘツド
は切りとられ、切りとられたストライプドメイン
ヘツドにはHipの影響でもともとあつたVBL2
2と同じタイプのVBL1本がレプリケートされ
る。
うに読出しメジヤーライン側のマイナーループの
ストライプドメインヘツドに駆動してもつてく
る。そうするとストライプドメインヘツドには第
12図bに示すようにもともと存在している
VBLと共に3本のVBLが集まる。このと
き、コンダクター18,19の間の領域ではスト
ライプドメインの両側のブロツホ磁壁内の磁化は
平行になるため、コンダクター18,19に情報
読出しのときと同じ電流パルスを与えると、第1
2図cに示すように、ストライプドメインヘツド
は切りとられ、切りとられたストライプドメイン
ヘツドにはHipの影響でもともとあつたVBL2
2と同じタイプのVBL1本がレプリケートされ
る。
消去しようとしたVBL対23はストライプド
メインヘツドから、バブルに移つている。
メインヘツドから、バブルに移つている。
したがつて、ストライプドメイン上のVBL対
23は消去されている。なお、ストライプドメイ
ンヘツドから切りはなされたバブルはメジヤーラ
インへ移され、バブル消去器30へ転送する。
23は消去されている。なお、ストライプドメイ
ンヘツドから切りはなされたバブルはメジヤーラ
インへ移され、バブル消去器30へ転送する。
以上の本発明の磁気記録方法によれば従来のバ
ブルメモリ素子に比べ約2桁の記録密度向上を実
現でき、しかも本発明において記憶情報単位とし
て用いる垂直ブロツホライン対の安定な転送が可
能となる。
ブルメモリ素子に比べ約2桁の記録密度向上を実
現でき、しかも本発明において記憶情報単位とし
て用いる垂直ブロツホライン対の安定な転送が可
能となる。
第1図は本発明で記憶情報単位として用いてい
るブロツホ磁壁中の垂直ブロツホラインの説明
図、第2図はS=1ストライプドメインのブロツ
ホ磁壁中のVBL対を示す図、第3図はVBLと
面内磁界との相互作用の様子を示す図、第4図は
本発明にかかるS=0ストライプドメイン磁壁中
のVBL対の運動を面内磁界が加わつている状態
について説明する図、第5図は本発明にかかる素
子チツプの全体構成図、第6図は本発明の書込み
トランスフアーゲートの一実施例の構造図、第7
図は本発明のマイナーループの一実施例の構成
図、第8図は読出しトランスフアーゲートの一実
施例の構造図、第9図、第10図は、ストライプ
ドメインヘツドにVBLをもたないストライプド
メインおよびVBLをもつてているドメインの磁
壁構造図、第11図は、ストライプドメイン消失
の様子をストライプドメインヘツドにVBLがな
い場合とある場合とで比較した図、第12図は本
発明にかかる素子におけるVBL対の消去法の一
実施例の構造図である。 各図において1はブロツホ磁壁、2は垂直ブロ
ツホライン、3は磁壁内磁化、4はバブル発生
器、5はマイナーループ、6はバブル、7は書込
みライントランスフアーゲート、8は読出しトラ
ンスフアーゲート、9,10,11,12はコン
ダクターライン、13は帯状コンダクター、14
はVBL、15,16はVBL、VBL、17
は転送パターン、18,19,20はコンダクタ
ーライン、21は帯状コンダクター、22は
VBL、23はVBL対、24はバブル、25は
VBL対、26はVBL、27は検出器、2
8,29はコンダクターライン、30はバブル消
去器である。
るブロツホ磁壁中の垂直ブロツホラインの説明
図、第2図はS=1ストライプドメインのブロツ
ホ磁壁中のVBL対を示す図、第3図はVBLと
面内磁界との相互作用の様子を示す図、第4図は
本発明にかかるS=0ストライプドメイン磁壁中
のVBL対の運動を面内磁界が加わつている状態
について説明する図、第5図は本発明にかかる素
子チツプの全体構成図、第6図は本発明の書込み
トランスフアーゲートの一実施例の構造図、第7
図は本発明のマイナーループの一実施例の構成
図、第8図は読出しトランスフアーゲートの一実
施例の構造図、第9図、第10図は、ストライプ
ドメインヘツドにVBLをもたないストライプド
メインおよびVBLをもつてているドメインの磁
壁構造図、第11図は、ストライプドメイン消失
の様子をストライプドメインヘツドにVBLがな
い場合とある場合とで比較した図、第12図は本
発明にかかる素子におけるVBL対の消去法の一
実施例の構造図である。 各図において1はブロツホ磁壁、2は垂直ブロ
ツホライン、3は磁壁内磁化、4はバブル発生
器、5はマイナーループ、6はバブル、7は書込
みライントランスフアーゲート、8は読出しトラ
ンスフアーゲート、9,10,11,12はコン
ダクターライン、13は帯状コンダクター、14
はVBL、15,16はVBL、VBL、17
は転送パターン、18,19,20はコンダクタ
ーライン、21は帯状コンダクター、22は
VBL、23はVBL対、24はバブル、25は
VBL対、26はVBL、27は検出器、2
8,29はコンダクターライン、30はバブル消
去器である。
Claims (1)
- 1 情報の読み出し、書き込み、蓄積の機能を備
えてなる磁気記憶方法において、膜面に垂直な方
向を磁化容易方向とする強磁性体膜(フエリ磁性
体膜も含む)に存在するストライプドメインの周
辺のブロツホ磁壁中に作つた相隣合う2つの垂直
ブロツホラインからなる垂直ブロツホライン対を
記憶情報単位として用い、前記ストライプドメイ
ンの初期状態を負のブロツホラインが2本存在す
る状態(S=0状態)にしておくことを特徴とす
る磁気記憶方法。
Priority Applications (4)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP57211747A JPS59101092A (ja) | 1982-12-02 | 1982-12-02 | 磁気記憶方法 |
EP83110378A EP0106358B1 (en) | 1982-10-18 | 1983-10-18 | Magnetic memory device capable of memorizing information in a stripe domain in the form of a vertical bloch line pair |
DE8383110378T DE3381067D1 (de) | 1982-10-18 | 1983-10-18 | Magnetische speicheranordnung faehig zum speichern von informationen in einer banddomaene in der gestalt eines senkrechten blochlinienpaares. |
US06/542,963 US4583200A (en) | 1982-10-18 | 1983-10-18 | Magnetic memory device capable of memorizing information in a stripe domain in the form of a vertical Bloch line pair |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP57211747A JPS59101092A (ja) | 1982-12-02 | 1982-12-02 | 磁気記憶方法 |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPS59101092A JPS59101092A (ja) | 1984-06-11 |
JPH0459711B2 true JPH0459711B2 (ja) | 1992-09-24 |
Family
ID=16610910
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP57211747A Granted JPS59101092A (ja) | 1982-10-18 | 1982-12-02 | 磁気記憶方法 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JPS59101092A (ja) |
Families Citing this family (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US5050122A (en) * | 1986-02-28 | 1991-09-17 | Hitachi, Ltd. | Bloch line memory device and method for operating same |
JPH04313883A (ja) * | 1991-02-21 | 1992-11-05 | Hitachi Ltd | 情報記憶再生装置 |
JPH04274080A (ja) * | 1991-02-28 | 1992-09-30 | Hitachi Ltd | 固体磁性メモリ装置 |
-
1982
- 1982-12-02 JP JP57211747A patent/JPS59101092A/ja active Granted
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
JPS59101092A (ja) | 1984-06-11 |
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