JPH0348403A - 磁気バブル素子 - Google Patents
磁気バブル素子Info
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- JPH0348403A JPH0348403A JP1182576A JP18257689A JPH0348403A JP H0348403 A JPH0348403 A JP H0348403A JP 1182576 A JP1182576 A JP 1182576A JP 18257689 A JP18257689 A JP 18257689A JP H0348403 A JPH0348403 A JP H0348403A
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- garnet film
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- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01F—MAGNETS; INDUCTANCES; TRANSFORMERS; SELECTION OF MATERIALS FOR THEIR MAGNETIC PROPERTIES
- H01F10/00—Thin magnetic films, e.g. of one-domain structure
- H01F10/08—Thin magnetic films, e.g. of one-domain structure characterised by magnetic layers
- H01F10/10—Thin magnetic films, e.g. of one-domain structure characterised by magnetic layers characterised by the composition
- H01F10/18—Thin magnetic films, e.g. of one-domain structure characterised by magnetic layers characterised by the composition being compounds
- H01F10/20—Ferrites
- H01F10/24—Garnets
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- Engineering & Computer Science (AREA)
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Materials Engineering (AREA)
- Power Engineering (AREA)
- Thin Magnetic Films (AREA)
Abstract
(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。
め要約のデータは記録されません。
Description
【発明の詳細な説明】
〔産業上の利用分野〕
本発明は、イオン打込み方式の磁気バブル素子に関する
． 〔従来の技術〕 磁気バブルメモリ素子の開発においては、その高密度化
が最も重要な課題となっている．従来のパーマロイパタ
ンによってバブルを廃動する素子に比べて、より高密度
化に適したイオン打込み方式の素子の開発が進められて
いる． このイオン打込み方式の磁気バブル素子は、エイ・アイ
・ビー コンファレンス プロシーディングス第１０巻
第３３９頁（１９７３）（ＡＩＰＣｏｎｆ， Ｐｒｏｃ
． ＆１０、ｐ．３３９ （１９７３） ）に示されて
いるように、ガーネット膜の表面にＨ８、Ｈｅ”、Ｎｅ
＋等のイオンを打ち込み，磁歪効果により膜面垂直方向
の一軸磁気異方性エネルギーの値を正から負に変化させ
て表面層の磁化を暎面内に向け、この面内磁化層により
バブルを駆動するものである． 現在、直径０．４〜１μｍのバブルを用いたビット周期
Ｌ．Ｓ〜４μｍ、記憶密度４〜３２Ｍｂ／ｄのイオン打
込み方式の磁気バブル素子の開発が進められている．こ
の素子は、すでに製品化されている直径２μｍのバブル
を用いたパーマロイ方式の素子に比べ４倍以上の記憶密
度を有している．このような素子を実用化する上で重要
な課題の１つがイオン打込み方式の磁気バブル素子に適
した磁気バブル用ガーネット膜の開発である．イオン打
込み方式の磁気バブル素子に用いるガーネット膜では、
磁歪効果が十分大きく，イオン打込みによって磁化を膜
面内に向けるのに十分な一軸磁気異方性の変化が誘起で
きる必要がある．特に，素子の高密度化が進むとこの問
題はより重要になる．すなわち、素子を高密度化するた
めには情報担体である磁気バブルを微小化する必要があ
る．良く知られているように、磁気バブルを微小化する
ためには、ガーネット膜の飽和磁化Ｍｓを増大させる必
要がある．また、これに伴い、磁化を膜面垂直方向に向
けるための一軸異方性エネルギーＫ１も増大させなけれ
ばならない．従って、面内磁化層を形成するために必要
な一軸異方性エネルギーの変化量を大きくしなければな
らない。
． 〔従来の技術〕 磁気バブルメモリ素子の開発においては、その高密度化
が最も重要な課題となっている．従来のパーマロイパタ
ンによってバブルを廃動する素子に比べて、より高密度
化に適したイオン打込み方式の素子の開発が進められて
いる． このイオン打込み方式の磁気バブル素子は、エイ・アイ
・ビー コンファレンス プロシーディングス第１０巻
第３３９頁（１９７３）（ＡＩＰＣｏｎｆ， Ｐｒｏｃ
． ＆１０、ｐ．３３９ （１９７３） ）に示されて
いるように、ガーネット膜の表面にＨ８、Ｈｅ”、Ｎｅ
＋等のイオンを打ち込み，磁歪効果により膜面垂直方向
の一軸磁気異方性エネルギーの値を正から負に変化させ
て表面層の磁化を暎面内に向け、この面内磁化層により
バブルを駆動するものである． 現在、直径０．４〜１μｍのバブルを用いたビット周期
Ｌ．Ｓ〜４μｍ、記憶密度４〜３２Ｍｂ／ｄのイオン打
込み方式の磁気バブル素子の開発が進められている．こ
の素子は、すでに製品化されている直径２μｍのバブル
を用いたパーマロイ方式の素子に比べ４倍以上の記憶密
度を有している．このような素子を実用化する上で重要
な課題の１つがイオン打込み方式の磁気バブル素子に適
した磁気バブル用ガーネット膜の開発である．イオン打
込み方式の磁気バブル素子に用いるガーネット膜では、
磁歪効果が十分大きく，イオン打込みによって磁化を膜
面内に向けるのに十分な一軸磁気異方性の変化が誘起で
きる必要がある．特に，素子の高密度化が進むとこの問
題はより重要になる．すなわち、素子を高密度化するた
めには情報担体である磁気バブルを微小化する必要があ
る．良く知られているように、磁気バブルを微小化する
ためには、ガーネット膜の飽和磁化Ｍｓを増大させる必
要がある．また、これに伴い、磁化を膜面垂直方向に向
けるための一軸異方性エネルギーＫ１も増大させなけれ
ばならない．従って、面内磁化層を形成するために必要
な一軸異方性エネルギーの変化量を大きくしなければな
らない。
ガーネット膜の特性としては磁歪効果がより大きくなけ
ればならない．バブル直径が１μｍよりも小さい場合に
は、現在検討されているガーネット膜の磁歪効果の大き
さは必ずしも十分とは言えない． また、イオン打込み方式の磁気バブル素子に用いるガー
ネット膜では、その結晶磁気異方性の大きさが重要であ
る．イオン打込み方式の素子では、膜面内に印加した回
転磁界により面内磁化層の磁化方向を制御する．結晶磁
気異方性エネルギーＫ１があまり大きくなると、これに
よって面内磁化層の磁化の回転が乱されてバブルが正常
に転送できなくなる．結晶磁気異方性エネルギーＫ１の
絶対値はできるだけ小さいことが望ましい．ガーネット
結晶のＫ１を変化させるイオン４して、Ｃｏ”＋が良く
知られている．フィジヵル レビュー第１６巻、第３９
７３頁（１９７７）（Ｐｈｙｓ． Ｒａｙ． ｖｏｌ．
１６、ｐ．３９７３ （１９７７））に示されている
ように、Ｙ３Ｆ６ｓＯｘｉなるガーネット結晶に、微量
のＣＯを添加するとＫ１の値は負から正に変化し．Ｃｏ
の量を調整することにより，Ｋ８の値をほぼＯにするこ
とができる．しがし、Ｙ．Ｆｅ．Ｏ，，は磁気バブルを
保持するために必要な一軸磁気異方性を有さないため、
磁気バブル材料として用いることはできない． また、ジャーナル マグネテイズム アンドマグネティ
ック マテリアルズ第３５巻、第３２６頁（１ ９ ８
３ ） （Ｊ． Ｍａｇｎｅｔｉｓｍ ａｎｄ Ｍ
ａｇｎｅｔｉｃ阿ａｔｅｒｉａｌｓ ｖｏｌ． ３５、
ｐ，３２６（１９８３））に示されているように、一軸
異方性を有する（ＹＳｍＬｕＣａ），（ＦｅＧｅ）ｓｏ
ｎｇなる磁気バブル材料にＣｏを添加したときのＫ８の
値は、Ｙ．Ｆｅ，Ｏ，，の場合のように、負から正に変
化する現象を示さない． また、特開昭５５−５５５０３号明細書には、Ｇｅを含
む磁気バブル用ガーネット膜において、Ｋ．の値を大き
くすることにより磁気バブルの最大移動速度を大きくし
得ることが記載されている．〔発明が解決しようとする
課題〕 上記従来技術は、高密度イオン打込み方式の磁気バブル
素子における磁歪効果及び結晶の磁気異方性に対し十分
配慮されていなかった．従来の磁気バブル材料において
，磁気バブルを保持するのに十分な一軸異方性を有し、
かつＫ，＝Ｏとしたガーネット膜は得られていなかった
． 本発明の目的は、バブル用ガーネット膜の結晶磁気異方
性を小さくすると同時にイオン打込みによる磁歪効果を
大きくした高密度イオン打込み方式の磁気バブル素子を
提供することにある．［！ｌ題を解決するための手段］ 上記目的は、（１）磁気バブルを保持し得る磁性ガーネ
ット膜の所望の部分に面内磁化領域を配置することによ
り，該磁性ガーネット膜に形成された磁気バブルの転送
路と、該転送路により磁気バブルを転送させる手段とを
有する磁気ハブル素子において、上記磁性ガーネット膜
は，一般式Ｒｌ−ｘｓ ｍｘＦ ｅ ｇ−ｕ−ｖ−＊Ｍ
ｕＡｗＣ Ｏ ｗｏ１１（式中ＲはＹ．Ｌａ．Ｅｕ，Ｇ
ｄ．Ｔｂ．Ｄｙ，Ｈｏ％Ｅｒ，Ｔｍ．Ｙｂ，Ｌｕ，Ｂｉ
％Ｐｂよりなる群から選ばれた少なくとも一種の元素、
ＭはＧａ．Ａｌ，Ｓｃ．Ｉｎ．Ｃｒよりなる群から選ば
れた少なくとも一種の元素、Ａは．Ｇｅ及びＳｉから選
ばれた少なくとも一種の元素を表わし、ｘ，ｕ．ｖ，ｗ
は、それぞれ ０．６≦ｘ≦２．５ ０≦ｕ≦０． ７ ０ ＜ ｖ≦０．２ ０ ＜ ｗ≦０．１５ の範囲の数値を表わす．）で表わされる磁性ガーネット
膜であることを特徴とする磁気バブル素子、（２）上記
一般式におけるＲで表わされる元素として少なくともＬ
ｕを有し、該Ｌｕは５Ｒで表わされる元素の６０％以上
である上記１項記載の磁気バブル素子、（３）上記一般
式におけるＲで表わされる元素としてＰｂは上記一般式
当りＯ．ＯＳ以下である上記１項記載の磁気バブル素子
によって達成される． 上記一般式 Ｒ３，ＸＳｍ＊Ｆｅｇ−ｕ−ｖ−ｗＭｕＡｖｃｏｗＯＢ
（式中Ｒ，Ｍ．Ａは前述の元素を表わし，ｘ．ｕ，ｖ．
ｗは前述の値を表わす）で示される組成の磁性ガーネッ
ト膜では，Ｃｏの量を示すＷと、Ａで表わされる元素の
量Ｖが０．００１程度とごく微量であっても本発明の効
果が認められる，ｖ）０，２０又はｗ＞０．１５となる
と、Ｋ ｚ メＯとすることが困難となる． Ｆｅを置換する元素ＭがＧｅ又はＡＭの場合には、その
量Ｕが０．７を越えると飽和磁束密度が７００Ｇ以下に
低下するため、直径１μｍ以下の磁気バブルを保持する
ことが困難となり、高密度磁気バブル素子に適さなくな
る．また、Ｆｅを置換する元素ＭがＳｃ、Ｉｎあるいは
Ｃｒの場合には、その量が０．７を越えるとキュリー温
度Ｔｃが１５０℃以下に低下し，飽和磁束密度、異方性
磁界等が急激な温度変化を示すようになるため、磁気バ
ブル素子に適用することが困難となる．Ｓｍ量Ｘが０．
６未満あるいは２．５を越えると一軸異方性エネルギー
が小さくなり、磁気バブル発生器において不要なバブル
が発生するエラーが多発するので好ましくない．一軸エ
ネルギーを増大させ，上記エラーの発生を低く押えるた
めには、工２面体位置を占めるＳｍ以外の元素Ｒの６０
％以上がＬｕであることがより好ましい．Ｒで表わされ
る元素は、２種以上の元素を同時に用いることが好まし
い．２種以上の元素を用いることにより、基板と磁性ガ
ーネット膜の格子定数を合わせることが容易になる． 本発明の磁性ガーネット膜は，結晶磁気異方性エネルギ
ーＫ１の値がほぼＯであることが好ましい．例えばＫユ
の絶対値が室温で２ Ｘ Ｉ Ｏ’ｅｒｇ／ｄより小さ
いことが好ましく、Ｉ Ｘ １ ０ ３ｅｒｇ／ ａｌ
より小さいことが特に好ましい． また、転送路を形戒するために磁性ガーネット膜の表面
に打込むイオンとしては、Ｈ＋、Ｈａ＋、Ｄ＋、Ｄｚ＋
よりなる群から選ばれた少なくとも一種のイオンを用い
ることが好ましい． 〔作 用〕 第１図に、バブル直径０．８μｍの（ＹＳｍＬｕ）．（
ＦｅＧａ），Ｏｉ，にＧｅとＧｅを同時に添加した（Ｙ
ＳｍＬｕ），（ＦｅＧａ）ｚ−ｖ−ｗＧｅｖＣＯｗＯｘ
ｉ膜におけるＣＯの添加量Ｗと結晶磁気異方性エネルギ
ーＫ．の関係を示す．図中の３本の直線は、それぞれ、
添加したＧ ｅ ＪｌｖとＧｅ量Ｗのモル比（ｖ／ｗ）
が０．５．１及び３の場合？ＷとＫ８の関係を示す直線
である．この図に見るように、ＧｅとＧｅを同時に添加
することによりＫ１の値は添加前のＫ，＝ − ３ ．
２ Ｘ １ ０”ｅｒｇ／ｄからほぼ直線的に増加し
、負から正の値に変化する．増加の割合は、ＧｅとＣｏ
の比が大きい程大きくなっている． ＣＯに対するＧｅの比が大きくなる程Ｋ１が増加してい
るのは．Ｇｅ’→の増加によってＫ１を増大させる効果
のあるＣｏ”の量が増加するためと考えられる．すなわ
ち、ｃｏはガーネット結晶中でＣｏ”＋あるいはＣｏ
として存在し得るが，，Ｋ１増大の効果を持つのはＣ
Ｏ″＋であることが知られている．一方、Ｇｅはガーネ
ット結晶中でＧ ｅ４Ｊとして存在する傾向が非常に強
く、Ｇｅ量を増加すると電荷補償のためにｃｏ３＋がＣ
ｏ”＋に変化するものと考えられる．第１図からわかる
ように．ＣｏとＧｅの量を適当な値にすることによりＫ
■をほぼ零にすることができる． 前記従来技術において、（ＹＳｍＬｕＣａ）ｓ（ＦｅＧ
ｅ），０１，にＣｏを添加したときのＫ，の値は負から
正に変化していない．このガーネット系には、本発明と
同様にＧｅが含まれている．しかし，同時に２価の陽イ
オンとなる傾向が非常に強いＣａを多量に含んでいるた
めにＣｏ”＋が生成されず、Ｋ１が負から正に変化しな
かったものと考えられる． これに対し、本発明は、希土類サイト及び鉄サイトに存
在する陽イオンがすべて３価であるバブル用ガーネット
にＣＯとＧｅを同時に微量添加することによってＫ１の
値を非常に小さくしたものである．Ｇｅの変わりに、Ｇ
ｅと同様に４価の陽イオンとなる傾向が非常に強いＳｉ
をＧｅと同時に添加した場合にもほぼ同様の結果が得ら
れる。
ればならない．バブル直径が１μｍよりも小さい場合に
は、現在検討されているガーネット膜の磁歪効果の大き
さは必ずしも十分とは言えない． また、イオン打込み方式の磁気バブル素子に用いるガー
ネット膜では、その結晶磁気異方性の大きさが重要であ
る．イオン打込み方式の素子では、膜面内に印加した回
転磁界により面内磁化層の磁化方向を制御する．結晶磁
気異方性エネルギーＫ１があまり大きくなると、これに
よって面内磁化層の磁化の回転が乱されてバブルが正常
に転送できなくなる．結晶磁気異方性エネルギーＫ１の
絶対値はできるだけ小さいことが望ましい．ガーネット
結晶のＫ１を変化させるイオン４して、Ｃｏ”＋が良く
知られている．フィジヵル レビュー第１６巻、第３９
７３頁（１９７７）（Ｐｈｙｓ． Ｒａｙ． ｖｏｌ．
１６、ｐ．３９７３ （１９７７））に示されている
ように、Ｙ３Ｆ６ｓＯｘｉなるガーネット結晶に、微量
のＣＯを添加するとＫ１の値は負から正に変化し．Ｃｏ
の量を調整することにより，Ｋ８の値をほぼＯにするこ
とができる．しがし、Ｙ．Ｆｅ．Ｏ，，は磁気バブルを
保持するために必要な一軸磁気異方性を有さないため、
磁気バブル材料として用いることはできない． また、ジャーナル マグネテイズム アンドマグネティ
ック マテリアルズ第３５巻、第３２６頁（１ ９ ８
３ ） （Ｊ． Ｍａｇｎｅｔｉｓｍ ａｎｄ Ｍ
ａｇｎｅｔｉｃ阿ａｔｅｒｉａｌｓ ｖｏｌ． ３５、
ｐ，３２６（１９８３））に示されているように、一軸
異方性を有する（ＹＳｍＬｕＣａ），（ＦｅＧｅ）ｓｏ
ｎｇなる磁気バブル材料にＣｏを添加したときのＫ８の
値は、Ｙ．Ｆｅ，Ｏ，，の場合のように、負から正に変
化する現象を示さない． また、特開昭５５−５５５０３号明細書には、Ｇｅを含
む磁気バブル用ガーネット膜において、Ｋ．の値を大き
くすることにより磁気バブルの最大移動速度を大きくし
得ることが記載されている．〔発明が解決しようとする
課題〕 上記従来技術は、高密度イオン打込み方式の磁気バブル
素子における磁歪効果及び結晶の磁気異方性に対し十分
配慮されていなかった．従来の磁気バブル材料において
，磁気バブルを保持するのに十分な一軸異方性を有し、
かつＫ，＝Ｏとしたガーネット膜は得られていなかった
． 本発明の目的は、バブル用ガーネット膜の結晶磁気異方
性を小さくすると同時にイオン打込みによる磁歪効果を
大きくした高密度イオン打込み方式の磁気バブル素子を
提供することにある．［！ｌ題を解決するための手段］ 上記目的は、（１）磁気バブルを保持し得る磁性ガーネ
ット膜の所望の部分に面内磁化領域を配置することによ
り，該磁性ガーネット膜に形成された磁気バブルの転送
路と、該転送路により磁気バブルを転送させる手段とを
有する磁気ハブル素子において、上記磁性ガーネット膜
は，一般式Ｒｌ−ｘｓ ｍｘＦ ｅ ｇ−ｕ−ｖ−＊Ｍ
ｕＡｗＣ Ｏ ｗｏ１１（式中ＲはＹ．Ｌａ．Ｅｕ，Ｇ
ｄ．Ｔｂ．Ｄｙ，Ｈｏ％Ｅｒ，Ｔｍ．Ｙｂ，Ｌｕ，Ｂｉ
％Ｐｂよりなる群から選ばれた少なくとも一種の元素、
ＭはＧａ．Ａｌ，Ｓｃ．Ｉｎ．Ｃｒよりなる群から選ば
れた少なくとも一種の元素、Ａは．Ｇｅ及びＳｉから選
ばれた少なくとも一種の元素を表わし、ｘ，ｕ．ｖ，ｗ
は、それぞれ ０．６≦ｘ≦２．５ ０≦ｕ≦０． ７ ０ ＜ ｖ≦０．２ ０ ＜ ｗ≦０．１５ の範囲の数値を表わす．）で表わされる磁性ガーネット
膜であることを特徴とする磁気バブル素子、（２）上記
一般式におけるＲで表わされる元素として少なくともＬ
ｕを有し、該Ｌｕは５Ｒで表わされる元素の６０％以上
である上記１項記載の磁気バブル素子、（３）上記一般
式におけるＲで表わされる元素としてＰｂは上記一般式
当りＯ．ＯＳ以下である上記１項記載の磁気バブル素子
によって達成される． 上記一般式 Ｒ３，ＸＳｍ＊Ｆｅｇ−ｕ−ｖ−ｗＭｕＡｖｃｏｗＯＢ
（式中Ｒ，Ｍ．Ａは前述の元素を表わし，ｘ．ｕ，ｖ．
ｗは前述の値を表わす）で示される組成の磁性ガーネッ
ト膜では，Ｃｏの量を示すＷと、Ａで表わされる元素の
量Ｖが０．００１程度とごく微量であっても本発明の効
果が認められる，ｖ）０，２０又はｗ＞０．１５となる
と、Ｋ ｚ メＯとすることが困難となる． Ｆｅを置換する元素ＭがＧｅ又はＡＭの場合には、その
量Ｕが０．７を越えると飽和磁束密度が７００Ｇ以下に
低下するため、直径１μｍ以下の磁気バブルを保持する
ことが困難となり、高密度磁気バブル素子に適さなくな
る．また、Ｆｅを置換する元素ＭがＳｃ、Ｉｎあるいは
Ｃｒの場合には、その量が０．７を越えるとキュリー温
度Ｔｃが１５０℃以下に低下し，飽和磁束密度、異方性
磁界等が急激な温度変化を示すようになるため、磁気バ
ブル素子に適用することが困難となる．Ｓｍ量Ｘが０．
６未満あるいは２．５を越えると一軸異方性エネルギー
が小さくなり、磁気バブル発生器において不要なバブル
が発生するエラーが多発するので好ましくない．一軸エ
ネルギーを増大させ，上記エラーの発生を低く押えるた
めには、工２面体位置を占めるＳｍ以外の元素Ｒの６０
％以上がＬｕであることがより好ましい．Ｒで表わされ
る元素は、２種以上の元素を同時に用いることが好まし
い．２種以上の元素を用いることにより、基板と磁性ガ
ーネット膜の格子定数を合わせることが容易になる． 本発明の磁性ガーネット膜は，結晶磁気異方性エネルギ
ーＫ１の値がほぼＯであることが好ましい．例えばＫユ
の絶対値が室温で２ Ｘ Ｉ Ｏ’ｅｒｇ／ｄより小さ
いことが好ましく、Ｉ Ｘ １ ０ ３ｅｒｇ／ ａｌ
より小さいことが特に好ましい． また、転送路を形戒するために磁性ガーネット膜の表面
に打込むイオンとしては、Ｈ＋、Ｈａ＋、Ｄ＋、Ｄｚ＋
よりなる群から選ばれた少なくとも一種のイオンを用い
ることが好ましい． 〔作 用〕 第１図に、バブル直径０．８μｍの（ＹＳｍＬｕ）．（
ＦｅＧａ），Ｏｉ，にＧｅとＧｅを同時に添加した（Ｙ
ＳｍＬｕ），（ＦｅＧａ）ｚ−ｖ−ｗＧｅｖＣＯｗＯｘ
ｉ膜におけるＣＯの添加量Ｗと結晶磁気異方性エネルギ
ーＫ．の関係を示す．図中の３本の直線は、それぞれ、
添加したＧ ｅ ＪｌｖとＧｅ量Ｗのモル比（ｖ／ｗ）
が０．５．１及び３の場合？ＷとＫ８の関係を示す直線
である．この図に見るように、ＧｅとＧｅを同時に添加
することによりＫ１の値は添加前のＫ，＝ − ３ ．
２ Ｘ １ ０”ｅｒｇ／ｄからほぼ直線的に増加し
、負から正の値に変化する．増加の割合は、ＧｅとＣｏ
の比が大きい程大きくなっている． ＣＯに対するＧｅの比が大きくなる程Ｋ１が増加してい
るのは．Ｇｅ’→の増加によってＫ１を増大させる効果
のあるＣｏ”の量が増加するためと考えられる．すなわ
ち、ｃｏはガーネット結晶中でＣｏ”＋あるいはＣｏ
として存在し得るが，，Ｋ１増大の効果を持つのはＣ
Ｏ″＋であることが知られている．一方、Ｇｅはガーネ
ット結晶中でＧ ｅ４Ｊとして存在する傾向が非常に強
く、Ｇｅ量を増加すると電荷補償のためにｃｏ３＋がＣ
ｏ”＋に変化するものと考えられる．第１図からわかる
ように．ＣｏとＧｅの量を適当な値にすることによりＫ
■をほぼ零にすることができる． 前記従来技術において、（ＹＳｍＬｕＣａ）ｓ（ＦｅＧ
ｅ），０１，にＣｏを添加したときのＫ，の値は負から
正に変化していない．このガーネット系には、本発明と
同様にＧｅが含まれている．しかし，同時に２価の陽イ
オンとなる傾向が非常に強いＣａを多量に含んでいるた
めにＣｏ”＋が生成されず、Ｋ１が負から正に変化しな
かったものと考えられる． これに対し、本発明は、希土類サイト及び鉄サイトに存
在する陽イオンがすべて３価であるバブル用ガーネット
にＣＯとＧｅを同時に微量添加することによってＫ１の
値を非常に小さくしたものである．Ｇｅの変わりに、Ｇ
ｅと同様に４価の陽イオンとなる傾向が非常に強いＳｉ
をＧｅと同時に添加した場合にもほぼ同様の結果が得ら
れる。
第１図では、（ＹＳｍＬｕ）３（ＦｅＧａ）ｓｏｔｚに
ＣｏとＧｅを添加した場合のＫ２の変化を示した．添加
前のガーネット組成としては希土類サイト（１２面体位
置）及び鉄サイト（８面体および４面体位Ｍ）に存在す
る陽イオンが基本的に全て３価のイオンであれば，同様
なＫ．の変化が得られる．実際に、希土類サイトに存在
するイオンとしてＹ ，Ｌａ ，Ｅｕ”、ｃｄ
”＋、Ｔｂ’ナＤｙ３＋、 Ｈ０３＋、 Ｅｒ”、 Ｔ
ｍ”ナ、 Ｙｂ”＋Ｌｕ３十、Ｂｉ”、Ｓｍ”、鉄サイ
トに存在するイオンとしてＧ ａ ３ ＋、ＡＱ”、Ｓ
ｃ” Ｉｎ”Ｃｒ３十を含むガーネットにＧｅ，Ｓｉ
の元素の少なくとも一種とＧｅとを添加することにより
，Ｋ１は第１図の場合と同様な変化を示した．第１図を
含むこれらの実験においては，ガーネット膜の作製法と
して、ＰｂＯを主或分とする溶剤を使った液相エビタキ
シャル成長法を用いた．このため、得られたガーネット
膜中には，溶剤中応含まれるＰｂが混入している．Ｐｂ
は２価の陽イオンになり易いことが知られているが，そ
の混入量は０．０５（［子／組成式）以下と少く、Ｋ８
の変化には特に影響を与えていないと考えられる．以上
のように、バブル用ガーネット膜にＧｅ、Ｓｉの元素の
少なくとも一種とＧｅとを同時に添加することによって
，結晶異方性エネルギーＫ８を非常に小さくすることが
できる． 先に述べたようにイオン打込み方式のバブル素子では、
ガーネット膜の表面にＨ，等のイオンを打ち込んで面内
磁化層を形成する必要がある．Ｈ！＋を打ち込んだ上記
のガーネット膜の一軸磁気異方性の変化を調べたところ
、Ｇｅ．Ｓｉの元素の少なくとも一種とＣｏとの添加に
より一軸磁気異方性の変化が大きくなることが明らかに
なった．さらに、この効果を利用することにより，欠陥
のより少ないイオン打込み磁気バブル素子を実現できる
ことが明らかになった．以下、この効果について述べる
． 第２図は、バブル直径が０．８μｍのガーネット膜にＨ
，十を打込んだ場合のＨ，ｆドーズ量と異方性磁界変化
量ΔＨｋの関係を示したものである．第２図の２本の曲
線は、それぞれ、ＣｏとＧｅの添加によりＫ．ｉ０とし
た（ＹＳｍＬｕ）ｉ （ＦｅＧ ａ Ｇ ｅ Ｃ Ｏ
）ｓｏｎｓ膜及びＧｅとＧｅを添加していない（ＹＳｍ
Ｌｕ）．（ＦｅＧａ）ｓｏｎｓ膜の結果である．これら
２種類の膜は飽和磁束密度４πＭｍが同じ、値（＝９７
０Ｇ）になるようにＧａの量を調整してある．また、希
土類サイトのＹ、？ｍ．Ｌｕの量はそれぞれ同じにして
ある．Ｈ！＋の加速電圧は６３ｋＶであり、Ｈ１＋を打
ち込んだ後、ガーネット膜の表面に約１０００人のＳｉ
Ｏ２膜を積層した．その後イオン打込み層の特性を安定
化するためＮ２ガス中で３８０’ ，３０分の熱処理を
行いΔＨｈを測定した． 第２図に見るように，ＣｏとＧｅを添加した（ Ｙ Ｓ
ｍ Ｌ ｕ ）３ （ Ｆ ｅ Ｇ ａ Ｇ ｅ Ｃ
ｏ ） ５ ０１ｇ膜の方が、同一ドーズ量に対する
ΔＨｈの絶対値が大きくなっている．４πＭｓの大きさ
が同じであることから、ＣｏとＧｅを添加した膜の方が
磁糞定数λ，１■の絶対値が大きくなっていると考えら
れる．この効果はＧｅとＳｉを添加した場合にも認めら
れた．このことから、Ｃｏが本質的な役割を果している
と考えられる．しかし、前記フィジカルレビュー第１６
巻第３９７３ （１９７７）に示されているように．Ｙ
３Ｆａ，０１■にＧｅを添加した場合には上記の効果と
は逆にλ１１１Ｍ対値が小さくなることが知られている
．このような差が生ずる原因は，まだ明らかではないが
．Ｓｍを多く含むガーネットで特にこの効果が顕著であ
ることから，ＳｍとＧｅが共存することが重要と考えら
れる． 第２図に見るように、ＣＯとＧｅを添加することにより
，同一のΔＨｈを得るためのＨ８＋ドーズ量を少くする
ことができる．このことは，以下に述べるように欠陥密
度の低いイオン打込み方式磁気バブル素子を実現する上
で非常に有利である．一般に，結晶中に多量のＨｅ”，
Ｈ，Ｆ等を打込むと，結晶中に微小な空洞が発生するこ
とが知られている．この空洞は、イオン打込みによって
原子間の結合が破壊された領域にＨｅあるいはＨ２が凝
集することによって生ずると考えられている．第２図の
実験で作製した試料を詳細に調べた結果，Ｈ．＋ドーズ
量の多い試料では第３図に示すように、ＳｉＯよ層１で
被覆されたイオン打込み領域２の内部に空洞３が発生し
ていることが明らかになった．この空洞３近傍ではイオ
ン打込み層の磁気特性が他の領域と具なっており、面内
磁化の回転運動が乱されるものと考えられる．実際に，
このような空洞３がバブル転送路近傍に存在する場合に
，バブルが正常に転送されないエラーが生じ、イオン打
込み素子における欠陥となることが確認された．従って
、良好な特性を持つ素子を実現するためには、このよう
な空洞の発生を極力低く押える必要がある． 第４図は６５ｋｅＶの加速電圧で打込んだＨ！ｍ″のド
ーズ量と空洞欠陥の密度の関係を示した図である。この
図に見るようにＨ ，＋のドーズ量が４×１ ０”（！
ｍ−”を越えると空洞欠陥の密度は急激に大きくなる．
従って、欠陥の少ないバブル素子，を実現するためには
、ドーズ量を４ Ｘ １ ０”０１−”以下の値にする
必要がある．ところで、ドーズ量を少くすると、第２図
に見るように異方性磁界変化量の絶対値１Δａｋｌが小
さくなる．一般に，１ΔＨｋ１があまり小さいと、イオ
ン打込み転送路において、バブルを転送することが困難
になる．第２図に示したバブル直径０．８μｍの（ＹＳ
ｍＬ ｕ ）３ （ Ｆ ｅ Ｇ ａ ）ｓｏｎｇ膜あ
るいは（ＹＳｍＬｕ）ａ （Ｆ ｅ Ｇ ａ Ｇ ａ
Ｃ ｏ）ｓＯｔｉ膜を用いて，ビット周期３μｍのイオ
ン打込み転送路を形成した場合，良好な転送特性を得る
ためには１ΔＨｋ１を４７０００ｅ以上とする必要があ
った．第２図から分かるようにＣｏとＧｅを含まない（
ＹＳｍＬｕ）．（ＦｅＧａ），Ｏ，，膜の場合には、４
７００００以上の１ΔＨｂｌを得るためにＨ２ ドーズ
量が４ ． ５ Ｘ １ ０”ｃｍ−”を越えるように
しなければならない．このドーズ量では、第４図に見る
ように１ａＩ当り数個の空洞欠陥が発生してしまう．こ
れに対し． （ＹＳｍＬｕ）ａ （ＦｅＧａＧｅＣｏ
）．Ｏｏ膜の場合には、３．５Ｘ１０”０１−”のドー
ズ量で１ΔＨｈｌを４７０００ｅとすることができ、空
洞欠陥のないイオン打込み磁気バブル素子を実現できる
． 〔実施例〕 以下に、本発明の実施例を示す． （実施例 １） 第１表に示す組威の融液を用いて（Ｙ＠，４−Ｓ ｍ，
，。Ｌ ｕｌ，４＠Ｐ ｂ＠，６ｇ） （Ｆ ６４，
，，Ｑ ６，．。
ＣｏとＧｅを添加した場合のＫ２の変化を示した．添加
前のガーネット組成としては希土類サイト（１２面体位
置）及び鉄サイト（８面体および４面体位Ｍ）に存在す
る陽イオンが基本的に全て３価のイオンであれば，同様
なＫ．の変化が得られる．実際に、希土類サイトに存在
するイオンとしてＹ ，Ｌａ ，Ｅｕ”、ｃｄ
”＋、Ｔｂ’ナＤｙ３＋、 Ｈ０３＋、 Ｅｒ”、 Ｔ
ｍ”ナ、 Ｙｂ”＋Ｌｕ３十、Ｂｉ”、Ｓｍ”、鉄サイ
トに存在するイオンとしてＧ ａ ３ ＋、ＡＱ”、Ｓ
ｃ” Ｉｎ”Ｃｒ３十を含むガーネットにＧｅ，Ｓｉ
の元素の少なくとも一種とＧｅとを添加することにより
，Ｋ１は第１図の場合と同様な変化を示した．第１図を
含むこれらの実験においては，ガーネット膜の作製法と
して、ＰｂＯを主或分とする溶剤を使った液相エビタキ
シャル成長法を用いた．このため、得られたガーネット
膜中には，溶剤中応含まれるＰｂが混入している．Ｐｂ
は２価の陽イオンになり易いことが知られているが，そ
の混入量は０．０５（［子／組成式）以下と少く、Ｋ８
の変化には特に影響を与えていないと考えられる．以上
のように、バブル用ガーネット膜にＧｅ、Ｓｉの元素の
少なくとも一種とＧｅとを同時に添加することによって
，結晶異方性エネルギーＫ８を非常に小さくすることが
できる． 先に述べたようにイオン打込み方式のバブル素子では、
ガーネット膜の表面にＨ，等のイオンを打ち込んで面内
磁化層を形成する必要がある．Ｈ！＋を打ち込んだ上記
のガーネット膜の一軸磁気異方性の変化を調べたところ
、Ｇｅ．Ｓｉの元素の少なくとも一種とＣｏとの添加に
より一軸磁気異方性の変化が大きくなることが明らかに
なった．さらに、この効果を利用することにより，欠陥
のより少ないイオン打込み磁気バブル素子を実現できる
ことが明らかになった．以下、この効果について述べる
． 第２図は、バブル直径が０．８μｍのガーネット膜にＨ
，十を打込んだ場合のＨ，ｆドーズ量と異方性磁界変化
量ΔＨｋの関係を示したものである．第２図の２本の曲
線は、それぞれ、ＣｏとＧｅの添加によりＫ．ｉ０とし
た（ＹＳｍＬｕ）ｉ （ＦｅＧ ａ Ｇ ｅ Ｃ Ｏ
）ｓｏｎｓ膜及びＧｅとＧｅを添加していない（ＹＳｍ
Ｌｕ）．（ＦｅＧａ）ｓｏｎｓ膜の結果である．これら
２種類の膜は飽和磁束密度４πＭｍが同じ、値（＝９７
０Ｇ）になるようにＧａの量を調整してある．また、希
土類サイトのＹ、？ｍ．Ｌｕの量はそれぞれ同じにして
ある．Ｈ！＋の加速電圧は６３ｋＶであり、Ｈ１＋を打
ち込んだ後、ガーネット膜の表面に約１０００人のＳｉ
Ｏ２膜を積層した．その後イオン打込み層の特性を安定
化するためＮ２ガス中で３８０’ ，３０分の熱処理を
行いΔＨｈを測定した． 第２図に見るように，ＣｏとＧｅを添加した（ Ｙ Ｓ
ｍ Ｌ ｕ ）３ （ Ｆ ｅ Ｇ ａ Ｇ ｅ Ｃ
ｏ ） ５ ０１ｇ膜の方が、同一ドーズ量に対する
ΔＨｈの絶対値が大きくなっている．４πＭｓの大きさ
が同じであることから、ＣｏとＧｅを添加した膜の方が
磁糞定数λ，１■の絶対値が大きくなっていると考えら
れる．この効果はＧｅとＳｉを添加した場合にも認めら
れた．このことから、Ｃｏが本質的な役割を果している
と考えられる．しかし、前記フィジカルレビュー第１６
巻第３９７３ （１９７７）に示されているように．Ｙ
３Ｆａ，０１■にＧｅを添加した場合には上記の効果と
は逆にλ１１１Ｍ対値が小さくなることが知られている
．このような差が生ずる原因は，まだ明らかではないが
．Ｓｍを多く含むガーネットで特にこの効果が顕著であ
ることから，ＳｍとＧｅが共存することが重要と考えら
れる． 第２図に見るように、ＣＯとＧｅを添加することにより
，同一のΔＨｈを得るためのＨ８＋ドーズ量を少くする
ことができる．このことは，以下に述べるように欠陥密
度の低いイオン打込み方式磁気バブル素子を実現する上
で非常に有利である．一般に，結晶中に多量のＨｅ”，
Ｈ，Ｆ等を打込むと，結晶中に微小な空洞が発生するこ
とが知られている．この空洞は、イオン打込みによって
原子間の結合が破壊された領域にＨｅあるいはＨ２が凝
集することによって生ずると考えられている．第２図の
実験で作製した試料を詳細に調べた結果，Ｈ．＋ドーズ
量の多い試料では第３図に示すように、ＳｉＯよ層１で
被覆されたイオン打込み領域２の内部に空洞３が発生し
ていることが明らかになった．この空洞３近傍ではイオ
ン打込み層の磁気特性が他の領域と具なっており、面内
磁化の回転運動が乱されるものと考えられる．実際に，
このような空洞３がバブル転送路近傍に存在する場合に
，バブルが正常に転送されないエラーが生じ、イオン打
込み素子における欠陥となることが確認された．従って
、良好な特性を持つ素子を実現するためには、このよう
な空洞の発生を極力低く押える必要がある． 第４図は６５ｋｅＶの加速電圧で打込んだＨ！ｍ″のド
ーズ量と空洞欠陥の密度の関係を示した図である。この
図に見るようにＨ ，＋のドーズ量が４×１ ０”（！
ｍ−”を越えると空洞欠陥の密度は急激に大きくなる．
従って、欠陥の少ないバブル素子，を実現するためには
、ドーズ量を４ Ｘ １ ０”０１−”以下の値にする
必要がある．ところで、ドーズ量を少くすると、第２図
に見るように異方性磁界変化量の絶対値１Δａｋｌが小
さくなる．一般に，１ΔＨｋ１があまり小さいと、イオ
ン打込み転送路において、バブルを転送することが困難
になる．第２図に示したバブル直径０．８μｍの（ＹＳ
ｍＬ ｕ ）３ （ Ｆ ｅ Ｇ ａ ）ｓｏｎｇ膜あ
るいは（ＹＳｍＬｕ）ａ （Ｆ ｅ Ｇ ａ Ｇ ａ
Ｃ ｏ）ｓＯｔｉ膜を用いて，ビット周期３μｍのイオ
ン打込み転送路を形成した場合，良好な転送特性を得る
ためには１ΔＨｋ１を４７０００ｅ以上とする必要があ
った．第２図から分かるようにＣｏとＧｅを含まない（
ＹＳｍＬｕ）．（ＦｅＧａ），Ｏ，，膜の場合には、４
７００００以上の１ΔＨｂｌを得るためにＨ２ ドーズ
量が４ ． ５ Ｘ １ ０”ｃｍ−”を越えるように
しなければならない．このドーズ量では、第４図に見る
ように１ａＩ当り数個の空洞欠陥が発生してしまう．こ
れに対し． （ＹＳｍＬｕ）ａ （ＦｅＧａＧｅＣｏ
）．Ｏｏ膜の場合には、３．５Ｘ１０”０１−”のドー
ズ量で１ΔＨｈｌを４７０００ｅとすることができ、空
洞欠陥のないイオン打込み磁気バブル素子を実現できる
． 〔実施例〕 以下に、本発明の実施例を示す． （実施例 １） 第１表に示す組威の融液を用いて（Ｙ＠，４−Ｓ ｍ，
，。Ｌ ｕｌ，４＠Ｐ ｂ＠，６ｇ） （Ｆ ６４，
，，Ｑ ６，．。
Ｇ ａｓ，．，Ｇ ｏ，，，，）０１，なる組成のガー
ネット膜を（１ １ １）面のＧ ｄ ａ Ｇ ａ ５
０１ ２基板上にエビタキシャル成長させた．この融
液の飽和温度は９００℃であり、ガーネット膜は８８９
℃で成長させた．基板を６Ｏｒｐｍの回転速度で回転し
，５秒毎に回転方向を反転しながら４分間エビタキシャ
ル成長させたところ厚さ０．８１μｍの膜が得られた．
この膜のストライプ磁区１１１１ｙ（ｃｔバブル直径）
は０．８０μｍ、飽和磁束密度４πＭｍは９７０Ｇ、一
軸異方性エネルギーＫｕは１ ． ０ ２ Ｘ Ｉ Ｏ
’ｅｒｇ／ａｊであった．また，結晶磁気異方性エネル
ギーＫ１はＣｏとＧｅを含鳥ない場合の−３ ． ２
Ｘ １ ０３ｅｒｇ／ａｊよりも約１桁小さ＜ ． −
３ Ｘ １ ０”ｅｒｇ／ａｊであった．このガーネッ
ト膜に６３ｋｅＶ： ３．４Ｘ１０１Ｈ，／ａｔと２５
ｋｅＶ： １．５Ｘ１０”→ Ｈ， ／ｄの２重イオン打込みを行い、第５図に示す形
状のイオン打込み領域２を設け，それによって非イオン
打込み領域４を形成し，ビット周期３μｍのコンティギ
ュアス・ディスク型イオン打込み磁気バブル転送路を形
成した． ？オン打込み領域２の特性を熱的に安定化するため、イ
オン打込みを行った後、ガーネット膜の表面に厚さ１０
００人のＳｉＯヨ層を形成し、Ｎ■ガス中で３８０℃、
３０分の熱処理を行った．上記により形成したイオン打
込み領域の一軸異方性磁界Ｈ ｋ（ ＝ ２ ・Ｋ ｕ
／ Ｍｓ）は、イオン打込み前のＨｍ＝２６４００ｅ
から−２ １ ８ ０ ０ ｅに変化した（ΔＨｋ＝−
４８２０００）．イオン打込み領域を詳細に調べた結果
，空洞欠陥は見られなかった・ 直交する２つのコイルの中に上記ガーネット膜を置き、
磁気バブル素子とし、上記のイオン打込み磁気バブル転
送路の特性を評価したところ、４００ｅから７００ａの
面内回転磁界の範囲で１０％以上のバイアス磁界に対す
るマージンを持つという良好な結果が得られた． ＣｏとＧｅを含まない（ＹＳｍＬｕＰｄ）．（Ｆ ｅ
Ｇ ＆ ） ＊Ｏｔ＊膜を用いた場合には、１０％以上
のバイアス磁界に対するマージンが得られる面内磁界の
最小値が４５０ｅと上記の結果に比べ，５０ｅ大きくな
っている．これは、ＣＯとＧｅを含む膜では結晶磁気異
方性が小さいために，面内磁化層の磁化の動きが面内回
転磁界の動きに滑らかに追従できるためと考えられる． 第 １ 表 ？実施例 ２） 第２表に示す組成の融液を用いて（Ｂｉ，，，，Ｓ ｍ
．，．Ｌ ｕ，．，，Ｐ ｂ．，．．） （Ｆ ａ．，
．．Ａ ｎ．，．．Ｇ １！＠，。Ｃｏｏ，。）０１■
なる組成のガーネット膜を（１１１）面の（ＧｄＣａ）
，（ＦｅＭｇＺｒ），０１３基板上にエビタキシャル成
長させた．この融液の飽和温度は８７０℃でありガーネ
ット膜は８５２℃で成長させた．実施例１と同じ条件で
基板を回転し，１分１０秒間エビタキシャル或長させた
ところ厚さ０．４６μｍの膜が得られた。この膜のスト
ライプ磁区幅Ｗは０．４５μｍ，飽和磁束密度４πＭｓ
は１７８０Ｇ、一軸異方性磁界Ｈ，は３２９００ｅ、結
晶磁気異方性エネルギーＫ１は−２ Ｘ Ｉ Ｏ ”ｅ
ｒｇ／ ｃｄであった．このガーネット膜に３３ｋｅＶ
：２，ＱＸ１０”ＤＩ ／ｃｓｆと１３ｋｅＶ： ３．
５Ｘ１０”ｐ，”／ｄ （Ｄ：重水素）の２重イオン打
込みを行った後、実施例１と同様の熱処理を行って、ビ
ット周期１．５μｍのコンテイギュアス・ディスク型イ
オン打込み磁気バブル転送路を形成した．イオン打込み
による一軸異方性磁界の変化ΔＨｋは−４６００δｅで
あった．イオン打込み領域を詳細に調べたが，空洞欠陥
は発生していなかった．磁気バブルの転送特性を評価し
たところ．４０Ｏｅから７００ｅの面内回転磁界の範囲
で１０％以上のバイアス磁界に対するマージンを持つと
いう良好な結果が得られた． 第 ２ 表 ？実施例 ３） 第３表に示す組成の融液を用いて（Ｂｉ＠，ｖｓＳ ｍ
１ １１Ｌｕ’＊。ｐ ｂ，，。） （ Ｆ ６ ４，
ｆｆｓ Ｓ Ｏ ｌｌｊ＠Ｓｉ，，。．Ｇｅ。．１■）
０８２なる組成のガーネット膜を（１１１）面のＮｄ，
Ｇａ，Ｏ，．基板上にエビタキシャル成長させた．この
融液の飽和温度は８２０℃であり、ガーネット膜は７８
６℃で成長させた．実施例１と同じ条件で基板を回転し
，１分３０秒間エビタキシャル成長させたところ，厚さ
０．３６μｍの膜が得られた．この膜のストライプ磁区
Ｉｌｌｗは０．３５μｍ、飽和磁束密度４πＭＳは１９
８０Ｇ、一軸異方性磁界Ｈｋは３３０００ｓ、結晶磁気
異方性エネルギーＫ１は−４×１ ０ ”ｅｒｇ／ ｄ
であった． このガーネット膜に２５ｋＶ： ２．ＯＸＩＯ”Ｄ，／
ｄと１３ｋａＶ： ３．ＯＸＩＯ”Ｄ，”／ｊ＋ の２重イオン打込みを行った後、実施例１と同様の熱処
理を行ってビット周期１．３μｍのコンティギュアス・
ディスク型イオン打込み磁気バブル転送路を形成した．
イオン打込みによる一軸異方性磁界の変化ΔＨｋは−４
３ ０ ０ ０ ｅであった．イオン打込み領域を詳
細に調べたが、空洞欠陥は発生していなかった．磁気バ
ブルの転送特性を評価したところ．４００ｅから７００
ｅの面内回転磁界の範囲で１０％以上のバイアス磁界に
対するマージンを持つという良好な結果が得られた．第 ３ 表 （実施例 ４） 第４表に本発明の磁気バブル素子に用いるガーネット膜
のその他の例を示す．これらのガーネット膜の結晶異方
性エネルギーは、ＧｅとＧｅあるいはＧｅとＳｉを同時
に添加することにより，これらの元素を含まない場合に
比べて約１桁小さくなっている． これらのガーネット膜を用いて，実施例１〜３と同様に
してイオン打込み転送路を形成して，磁気バブルの転送
特性を評価した．各ガーネット膜の特性，各ガーネット
膜に対するイオン打込み条件及び転送路のビット周期は
第５表に示した．イオン打込みを行ったガーネット膜の
表面に厚さ１０００人のＳｉｎ，層を形成し、Ｎ，ガス
中で３８０℃，３０分の処理を行って転送路を形成した
．イオン打込み領域を詳細に調べた結果、すべての試料
について空洞欠陥は見られなかった．また，磁気バブル
を転送するのに必要な面内回転磁界の最小値は、Ｇｅと
ＧｅあるいはＳｉを含まない場合に比べて約５０ｇ小さ
な値となった．以下余 白 第 ４ 表 以下余白 第 ５ 表 〔発明の効果〕 本発明によれば、磁気バブル用ガーネット膜の結晶磁気
異方性エネルギーの大きさを小さくできるので、磁気バ
ブルを転送するのに必要な面内回転磁界の大きさを５０
ａ程度小さくする効果がある． また、磁歪効果を大きくできるので、同じ異方性磁界の
変化を得るために必要なイオン打込みのドーズ量を２割
程度少くできるので，空洞欠陥の発生の密度を低く押え
る効果がある．
ネット膜を（１ １ １）面のＧ ｄ ａ Ｇ ａ ５
０１ ２基板上にエビタキシャル成長させた．この融
液の飽和温度は９００℃であり、ガーネット膜は８８９
℃で成長させた．基板を６Ｏｒｐｍの回転速度で回転し
，５秒毎に回転方向を反転しながら４分間エビタキシャ
ル成長させたところ厚さ０．８１μｍの膜が得られた．
この膜のストライプ磁区１１１１ｙ（ｃｔバブル直径）
は０．８０μｍ、飽和磁束密度４πＭｍは９７０Ｇ、一
軸異方性エネルギーＫｕは１ ． ０ ２ Ｘ Ｉ Ｏ
’ｅｒｇ／ａｊであった．また，結晶磁気異方性エネル
ギーＫ１はＣｏとＧｅを含鳥ない場合の−３ ． ２
Ｘ １ ０３ｅｒｇ／ａｊよりも約１桁小さ＜ ． −
３ Ｘ １ ０”ｅｒｇ／ａｊであった．このガーネッ
ト膜に６３ｋｅＶ： ３．４Ｘ１０１Ｈ，／ａｔと２５
ｋｅＶ： １．５Ｘ１０”→ Ｈ， ／ｄの２重イオン打込みを行い、第５図に示す形
状のイオン打込み領域２を設け，それによって非イオン
打込み領域４を形成し，ビット周期３μｍのコンティギ
ュアス・ディスク型イオン打込み磁気バブル転送路を形
成した． ？オン打込み領域２の特性を熱的に安定化するため、イ
オン打込みを行った後、ガーネット膜の表面に厚さ１０
００人のＳｉＯヨ層を形成し、Ｎ■ガス中で３８０℃、
３０分の熱処理を行った．上記により形成したイオン打
込み領域の一軸異方性磁界Ｈ ｋ（ ＝ ２ ・Ｋ ｕ
／ Ｍｓ）は、イオン打込み前のＨｍ＝２６４００ｅ
から−２ １ ８ ０ ０ ｅに変化した（ΔＨｋ＝−
４８２０００）．イオン打込み領域を詳細に調べた結果
，空洞欠陥は見られなかった・ 直交する２つのコイルの中に上記ガーネット膜を置き、
磁気バブル素子とし、上記のイオン打込み磁気バブル転
送路の特性を評価したところ、４００ｅから７００ａの
面内回転磁界の範囲で１０％以上のバイアス磁界に対す
るマージンを持つという良好な結果が得られた． ＣｏとＧｅを含まない（ＹＳｍＬｕＰｄ）．（Ｆ ｅ
Ｇ ＆ ） ＊Ｏｔ＊膜を用いた場合には、１０％以上
のバイアス磁界に対するマージンが得られる面内磁界の
最小値が４５０ｅと上記の結果に比べ，５０ｅ大きくな
っている．これは、ＣＯとＧｅを含む膜では結晶磁気異
方性が小さいために，面内磁化層の磁化の動きが面内回
転磁界の動きに滑らかに追従できるためと考えられる． 第 １ 表 ？実施例 ２） 第２表に示す組成の融液を用いて（Ｂｉ，，，，Ｓ ｍ
．，．Ｌ ｕ，．，，Ｐ ｂ．，．．） （Ｆ ａ．，
．．Ａ ｎ．，．．Ｇ １！＠，。Ｃｏｏ，。）０１■
なる組成のガーネット膜を（１１１）面の（ＧｄＣａ）
，（ＦｅＭｇＺｒ），０１３基板上にエビタキシャル成
長させた．この融液の飽和温度は８７０℃でありガーネ
ット膜は８５２℃で成長させた．実施例１と同じ条件で
基板を回転し，１分１０秒間エビタキシャル或長させた
ところ厚さ０．４６μｍの膜が得られた。この膜のスト
ライプ磁区幅Ｗは０．４５μｍ，飽和磁束密度４πＭｓ
は１７８０Ｇ、一軸異方性磁界Ｈ，は３２９００ｅ、結
晶磁気異方性エネルギーＫ１は−２ Ｘ Ｉ Ｏ ”ｅ
ｒｇ／ ｃｄであった．このガーネット膜に３３ｋｅＶ
：２，ＱＸ１０”ＤＩ ／ｃｓｆと１３ｋｅＶ： ３．
５Ｘ１０”ｐ，”／ｄ （Ｄ：重水素）の２重イオン打
込みを行った後、実施例１と同様の熱処理を行って、ビ
ット周期１．５μｍのコンテイギュアス・ディスク型イ
オン打込み磁気バブル転送路を形成した．イオン打込み
による一軸異方性磁界の変化ΔＨｋは−４６００δｅで
あった．イオン打込み領域を詳細に調べたが，空洞欠陥
は発生していなかった．磁気バブルの転送特性を評価し
たところ．４０Ｏｅから７００ｅの面内回転磁界の範囲
で１０％以上のバイアス磁界に対するマージンを持つと
いう良好な結果が得られた． 第 ２ 表 ？実施例 ３） 第３表に示す組成の融液を用いて（Ｂｉ＠，ｖｓＳ ｍ
１ １１Ｌｕ’＊。ｐ ｂ，，。） （ Ｆ ６ ４，
ｆｆｓ Ｓ Ｏ ｌｌｊ＠Ｓｉ，，。．Ｇｅ。．１■）
０８２なる組成のガーネット膜を（１１１）面のＮｄ，
Ｇａ，Ｏ，．基板上にエビタキシャル成長させた．この
融液の飽和温度は８２０℃であり、ガーネット膜は７８
６℃で成長させた．実施例１と同じ条件で基板を回転し
，１分３０秒間エビタキシャル成長させたところ，厚さ
０．３６μｍの膜が得られた．この膜のストライプ磁区
Ｉｌｌｗは０．３５μｍ、飽和磁束密度４πＭＳは１９
８０Ｇ、一軸異方性磁界Ｈｋは３３０００ｓ、結晶磁気
異方性エネルギーＫ１は−４×１ ０ ”ｅｒｇ／ ｄ
であった． このガーネット膜に２５ｋＶ： ２．ＯＸＩＯ”Ｄ，／
ｄと１３ｋａＶ： ３．ＯＸＩＯ”Ｄ，”／ｊ＋ の２重イオン打込みを行った後、実施例１と同様の熱処
理を行ってビット周期１．３μｍのコンティギュアス・
ディスク型イオン打込み磁気バブル転送路を形成した．
イオン打込みによる一軸異方性磁界の変化ΔＨｋは−４
３ ０ ０ ０ ｅであった．イオン打込み領域を詳
細に調べたが、空洞欠陥は発生していなかった．磁気バ
ブルの転送特性を評価したところ．４００ｅから７００
ｅの面内回転磁界の範囲で１０％以上のバイアス磁界に
対するマージンを持つという良好な結果が得られた．第 ３ 表 （実施例 ４） 第４表に本発明の磁気バブル素子に用いるガーネット膜
のその他の例を示す．これらのガーネット膜の結晶異方
性エネルギーは、ＧｅとＧｅあるいはＧｅとＳｉを同時
に添加することにより，これらの元素を含まない場合に
比べて約１桁小さくなっている． これらのガーネット膜を用いて，実施例１〜３と同様に
してイオン打込み転送路を形成して，磁気バブルの転送
特性を評価した．各ガーネット膜の特性，各ガーネット
膜に対するイオン打込み条件及び転送路のビット周期は
第５表に示した．イオン打込みを行ったガーネット膜の
表面に厚さ１０００人のＳｉｎ，層を形成し、Ｎ，ガス
中で３８０℃，３０分の処理を行って転送路を形成した
．イオン打込み領域を詳細に調べた結果、すべての試料
について空洞欠陥は見られなかった．また，磁気バブル
を転送するのに必要な面内回転磁界の最小値は、Ｇｅと
ＧｅあるいはＳｉを含まない場合に比べて約５０ｇ小さ
な値となった．以下余 白 第 ４ 表 以下余白 第 ５ 表 〔発明の効果〕 本発明によれば、磁気バブル用ガーネット膜の結晶磁気
異方性エネルギーの大きさを小さくできるので、磁気バ
ブルを転送するのに必要な面内回転磁界の大きさを５０
ａ程度小さくする効果がある． また、磁歪効果を大きくできるので、同じ異方性磁界の
変化を得るために必要なイオン打込みのドーズ量を２割
程度少くできるので，空洞欠陥の発生の密度を低く押え
る効果がある．
第１図は，ガーネット膜申のＧｅ量と結晶磁気異方性エ
ネルギーの関係を示す図、第２図はガーネット膜にＨ２
を打込んだ場合のＨ，ドーズ量と異方性磁界の変化量の
関係を示す図、第３図はイオン打込み層に空洞欠陥が発
生したガーネット膜の断面図、第４図はＨ３を打込んで
熱処理を行ったガーネット膜におけるＨ２ナドーズ量と
空洞欠陥密度の関係を示す図、第５図はイオン打込みに
よリ形成された磁気バブル転送路の平面形状を示す図で
ある． １・・・Ｓ ｉ Ｏ，層 ２・・・イオン打込み領域 ３・・・空洞 ４・・・非イオン打込み領域
ネルギーの関係を示す図、第２図はガーネット膜にＨ２
を打込んだ場合のＨ，ドーズ量と異方性磁界の変化量の
関係を示す図、第３図はイオン打込み層に空洞欠陥が発
生したガーネット膜の断面図、第４図はＨ３を打込んで
熱処理を行ったガーネット膜におけるＨ２ナドーズ量と
空洞欠陥密度の関係を示す図、第５図はイオン打込みに
よリ形成された磁気バブル転送路の平面形状を示す図で
ある． １・・・Ｓ ｉ Ｏ，層 ２・・・イオン打込み領域 ３・・・空洞 ４・・・非イオン打込み領域
Claims (3)
- １．磁気バブルを保持し得る磁性ガーネット膜の所望の
部分に面内磁化領域を配置することにより、該磁性ガー
ネット膜に形成された磁気バブルの転送路と、該転送路
により磁気バブルを転送させる手段とを有する磁気バブ
ル素子において、上記磁性ガーネット膜は、一般式 Ｒ＿３＿−＿ｘＳｍ＿ｘＦｅ＿ｓ＿ｕ＿ｖ＿ｗＭ＿ｕＡ
＿ｖＣｏ＿ｗＯ＿１＿２（式中ＲはＹ、Ｌａ、Ｅｕ、Ｇ
ｄ、Ｔｂ、Ｄｙ、Ｈｏ、Ｅｒ、Ｔｍ、Ｙｂ、Ｌｕ、Ｂｉ
、Ｐｂよりなる群から選ばれた少なくとも一種の元素、
ＭはＧａ、Ａｌ、Ｓｃ、Ｉｎ、Ｃｒよりなる群から選ば
れた少なくとも一種の元素、Ａは、Ｇｅ及びＳｉから選
ばれた少なくとも一種の元素を表わし、ｘ、ｕ、ｖ、ｗ
は、それぞれ ０．６≦ｘ≦２．５ ０≦ｕ≦０．７ ０＜ｖ≦０．２ ０＜ｗ≦０．１５ の範囲の数値を表わす。）で表わされる磁性ガーネット
膜であることを特徴とする磁気バブル素子。 - ２．上記一般式におけるＲで表わされる元素として少な
くともＬｕを有し、該Ｌｕは、Ｒで表わされる元素の６
０％以上である請求項１記載の磁気バブル素子。 - ３．上記一般式におけるＲで表わされる元素としてＰｂ
は上記一般式当り０．０５以下である請求項１記載の磁
気バブル素子。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP1182576A JPH0348403A (ja) | 1989-07-17 | 1989-07-17 | 磁気バブル素子 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP1182576A JPH0348403A (ja) | 1989-07-17 | 1989-07-17 | 磁気バブル素子 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0348403A true JPH0348403A (ja) | 1991-03-01 |
Family
ID=16120696
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP1182576A Pending JPH0348403A (ja) | 1989-07-17 | 1989-07-17 | 磁気バブル素子 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH0348403A (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2009541521A (ja) * | 2006-06-21 | 2009-11-26 | テジュ エレクトロニック マテリアルズ カンパニー リミテッド | 白色発光ダイオード用ツリウム含有蛍光物質及びその製造方法 |
-
1989
- 1989-07-17 JP JP1182576A patent/JPH0348403A/ja active Pending
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2009541521A (ja) * | 2006-06-21 | 2009-11-26 | テジュ エレクトロニック マテリアルズ カンパニー リミテッド | 白色発光ダイオード用ツリウム含有蛍光物質及びその製造方法 |
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