JPH0573989A - 電歪性／磁歪性薄膜メモリ - Google Patents
電歪性／磁歪性薄膜メモリInfo
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- JPH0573989A JPH0573989A JP4043455A JP4345592A JPH0573989A JP H0573989 A JPH0573989 A JP H0573989A JP 4043455 A JP4043455 A JP 4043455A JP 4345592 A JP4345592 A JP 4345592A JP H0573989 A JPH0573989 A JP H0573989A
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- G11—INFORMATION STORAGE
- G11B—INFORMATION STORAGE BASED ON RELATIVE MOVEMENT BETWEEN RECORD CARRIER AND TRANSDUCER
- G11B5/00—Recording by magnetisation or demagnetisation of a record carrier; Reproducing by magnetic means; Record carriers therefor
-
- G—PHYSICS
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- 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
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- G11B11/10502—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 characterised by the transducing operation to be executed
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Abstract
(57)【要約】
【目的】 信号出力レベルが向上した磁気光学薄膜メモ
リを提供する。 【構成】 メモリは、その領域が好ましい配向を示し、
かつそれに沿って一方向に初期極化される磁歪性で、異
方性で強磁性の膜１２を含む。極化された領域を切り換
えさせるには不十分である磁界が、上記一方の方向とは
反対の方向に印加される。電歪膜１０が強磁性層１２と
接触して配置され、電歪膜を付勢し、選択された位置２
０において強磁性膜に応力を加えるためにレーザ１６等
を用いた書込み装置が設けられている。誘導された応力
は、選択された位置において強磁性膜の異方性エネルギ
を低減させ、その領域が、印加された磁界に従って極化
されるようにする。
リを提供する。 【構成】 メモリは、その領域が好ましい配向を示し、
かつそれに沿って一方向に初期極化される磁歪性で、異
方性で強磁性の膜１２を含む。極化された領域を切り換
えさせるには不十分である磁界が、上記一方の方向とは
反対の方向に印加される。電歪膜１０が強磁性層１２と
接触して配置され、電歪膜を付勢し、選択された位置２
０において強磁性膜に応力を加えるためにレーザ１６等
を用いた書込み装置が設けられている。誘導された応力
は、選択された位置において強磁性膜の異方性エネルギ
を低減させ、その領域が、印加された磁界に従って極化
されるようにする。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、光学記憶装置に関し、
特に記憶動作を改良することのできる電歪および磁歪要
素の双方を含む磁気光学記憶装置に関する。
特に記憶動作を改良することのできる電歪および磁歪要
素の双方を含む磁気光学記憶装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】磁性材料を用いている多くの光学記憶装
置においては、データは磁化された領域によって表され
る。この領域の磁化の方向は全体的に、薄い磁性膜であ
る媒体の平面に対して垂直である。データは、磁気光学
効果、即ち磁化された媒体と出合うときの光線ビームの
偏光方向のシフトを用いて媒体から読み出される。偏光
シフトは、領域の磁化方向の関数である。このように、
反射されかつ偏光された光線を検出することによりビッ
トの同一性が決定できる。
置においては、データは磁化された領域によって表され
る。この領域の磁化の方向は全体的に、薄い磁性膜であ
る媒体の平面に対して垂直である。データは、磁気光学
効果、即ち磁化された媒体と出合うときの光線ビームの
偏光方向のシフトを用いて媒体から読み出される。偏光
シフトは、領域の磁化方向の関数である。このように、
反射されかつ偏光された光線を検出することによりビッ
トの同一性が決定できる。
【０００３】磁性膜は、それを一方向に磁化する電界を
印加することによって製造中に初期化される。膜の選択
された部分をそのキューリ点Ｔc より上に加熱し、次い
で配向している磁界の介在する中でその領域を冷却する
ことによりビットが書き込まれる。膜内の保磁力（前記
領域を適所に保ち、かつ寸法的に安定に保つ電界）が、
温度がＴc に近づくにつれて温度の増加に伴って減少す
る。この書込み技術は熱磁気書込みとして知られてい
る。
印加することによって製造中に初期化される。膜の選択
された部分をそのキューリ点Ｔc より上に加熱し、次い
で配向している磁界の介在する中でその領域を冷却する
ことによりビットが書き込まれる。膜内の保磁力（前記
領域を適所に保ち、かつ寸法的に安定に保つ電界）が、
温度がＴc に近づくにつれて温度の増加に伴って減少す
る。この書込み技術は熱磁気書込みとして知られてい
る。
【０００４】配向している磁界の大きさは、膜材料が約
Ｔc まで加熱されるとき膜の保磁力に単に打勝つことが
できるように調整される。レーザビーム、電子ビームあ
るいはその他の方向付けされたエネルギビームを用いる
ことにより選択的な加熱が行われる。
Ｔc まで加熱されるとき膜の保磁力に単に打勝つことが
できるように調整される。レーザビーム、電子ビームあ
るいはその他の方向付けされたエネルギビームを用いる
ことにより選択的な加熱が行われる。
【０００５】磁気／光学記憶セルの強磁性書込みに係わ
る一つの問題は、ビット位置をＴcまで加熱するに要す
る時間である。一般的に、強磁性膜は、書込み過程を速
くし、かつより低いパワーの指向性ビームの使用を可能
とするために、Ｔc のできるだけ室温に近いものが選択
される。これにより、書込み速度を増し、必要なビーム
パワーを低減させることができ、かつ磁性材料が復元不
可能なまで損傷し、その磁気的性質を失うレベルまで該
磁性材料を加熱するのを回避できる。Ｔc が室温に近い
材料を用いることの欠点は、前記領域の磁気光学回転が
低下し、その結果読取り過程中の誘導された偏光シフト
の量も同様に減少することである。
る一つの問題は、ビット位置をＴcまで加熱するに要す
る時間である。一般的に、強磁性膜は、書込み過程を速
くし、かつより低いパワーの指向性ビームの使用を可能
とするために、Ｔc のできるだけ室温に近いものが選択
される。これにより、書込み速度を増し、必要なビーム
パワーを低減させることができ、かつ磁性材料が復元不
可能なまで損傷し、その磁気的性質を失うレベルまで該
磁性材料を加熱するのを回避できる。Ｔc が室温に近い
材料を用いることの欠点は、前記領域の磁気光学回転が
低下し、その結果読取り過程中の誘導された偏光シフト
の量も同様に減少することである。
【０００６】従来技術には、各種の磁気光学データ記憶
システムに関する参考例が多い。
システムに関する参考例が多い。
【０００７】チャウダリ（Ｃｈａｕｄｈａｒｉ）他への
米国特許第３，９４９，３８７号においては、強磁性書
込み過程を用いたビーム指向可能システムが記載されて
いる。高レベルの一軸性の異方性を得ることのできる種
々の強磁性非晶質磁気組成が記載されている。サン（Ｓ
ｕｎ）他への米国特許第４，６４９，５１９号において
は、書込み作用中強磁性層をバイアスするために強磁性
膜が使用されている２レベルの記憶媒体が記載されてい
る。強磁性層は、そのキューリ温度より上に加熱され、
それが冷却されるとき、バイアス層が、冷却中再配向を
しやすくするフリンジ磁界を提供する。
米国特許第３，９４９，３８７号においては、強磁性書
込み過程を用いたビーム指向可能システムが記載されて
いる。高レベルの一軸性の異方性を得ることのできる種
々の強磁性非晶質磁気組成が記載されている。サン（Ｓ
ｕｎ）他への米国特許第４，６４９，５１９号において
は、書込み作用中強磁性層をバイアスするために強磁性
膜が使用されている２レベルの記憶媒体が記載されてい
る。強磁性層は、そのキューリ温度より上に加熱され、
それが冷却されるとき、バイアス層が、冷却中再配向を
しやすくするフリンジ磁界を提供する。
【０００８】オージェン（Ｏｄｇｅｎ）に対する米国特
許第４，７３１，７５４号においては、融点より低いＴ
c でもって強誘電性であるフッ化ビニル樹脂（ＰＶＦ）
が記憶媒体として採用されている。レーザビームが、Ｐ
ＶＦ膜を加熱し、バイアス層が該膜を加熱された領域に
おいて選択的に配向させる。ベル（Ｂｅｌｌ）他への米
国特許第４，７９４，５６０号においては、中間の断熱
層が２つの磁性層の間に位置している、三層の磁気光学
記録媒体が示されている。この構造では、一方の層が選
択的に加熱されている間に他方の層を配向している層と
して用いることができるようにする。次いで、配向して
いる層からのフリンジ磁界が冷却時再配向の好ましい方
向を生じさせる。
許第４，７３１，７５４号においては、融点より低いＴ
c でもって強誘電性であるフッ化ビニル樹脂（ＰＶＦ）
が記憶媒体として採用されている。レーザビームが、Ｐ
ＶＦ膜を加熱し、バイアス層が該膜を加熱された領域に
おいて選択的に配向させる。ベル（Ｂｅｌｌ）他への米
国特許第４，７９４，５６０号においては、中間の断熱
層が２つの磁性層の間に位置している、三層の磁気光学
記録媒体が示されている。この構造では、一方の層が選
択的に加熱されている間に他方の層を配向している層と
して用いることができるようにする。次いで、配向して
いる層からのフリンジ磁界が冷却時再配向の好ましい方
向を生じさせる。
【０００９】日本特許第６３−３１６，３４４号におい
ては、第１の層が高いＴc を有する軟磁性材料からな
り、第２の層がＴc がより低い温度の垂直方向に磁化さ
れた薄い膜を含み、第３の層が垂直方向に磁化された記
録層である三層の磁気光学記録システムが示されてい
る。第１と第２の層は、冷却時一方の材料が他方の材料
より前に再配向するという点において整合層として採用
されている。日本特許第６３−３１１，６４５号におい
ては、これも領域の再配向のためバイアス媒体を用いて
いる二層の磁気光学記録システムが示されている。
ては、第１の層が高いＴc を有する軟磁性材料からな
り、第２の層がＴc がより低い温度の垂直方向に磁化さ
れた薄い膜を含み、第３の層が垂直方向に磁化された記
録層である三層の磁気光学記録システムが示されてい
る。第１と第２の層は、冷却時一方の材料が他方の材料
より前に再配向するという点において整合層として採用
されている。日本特許第６３−３１１，６４５号におい
ては、これも領域の再配向のためバイアス媒体を用いて
いる二層の磁気光学記録システムが示されている。
【００１０】従来技術は、強磁性記憶膜の保磁界（ｃｏ
ｅｒｃｉｖｅ ｆｉｅｌｄ）を修正するために加熱手段
を採用しているが、保磁界、例えば応力波を作用させる
ためにその他の物理的作用が用いられてきた。そのよう
な装置が、１９８２年３月刊行のＪｏｕｒｎａｌ ｏｆ
Ａｐｐｌｉｅｄ Ｐｈｙｓｉｃｓ，Vol.５３，No．３
におけるシュローダ（Ｓｃｈｒｏｄｅｒ）の「Ｓｔｒｅ
ｓｓ−ｏｐｅｒａｔｅｄ Ｒａｎｄｏｍ Ａｃｃｅｓ
ｓ，Ｈｉｇｈ−Ｓｐｅｅｄ ＭａｇｎｅｔｉｃＭｅｍｏ
ｒｙ」の２７５９〜２７６１頁に記載されている。シュ
ローダによって開示されたメモリは、それぞれ導体の２
本のラインに結合されている、応力波変換器のチェッカ
ーボード・グリッドを含む。このグリッドは垂直であ
り、各変換器の頂部に磁気ブロックが配置されている。
磁気ブロックの系に磁界が印加され、該磁界は保磁界よ
り若干小さい。
ｅｒｃｉｖｅ ｆｉｅｌｄ）を修正するために加熱手段
を採用しているが、保磁界、例えば応力波を作用させる
ためにその他の物理的作用が用いられてきた。そのよう
な装置が、１９８２年３月刊行のＪｏｕｒｎａｌ ｏｆ
Ａｐｐｌｉｅｄ Ｐｈｙｓｉｃｓ，Vol.５３，No．３
におけるシュローダ（Ｓｃｈｒｏｄｅｒ）の「Ｓｔｒｅ
ｓｓ−ｏｐｅｒａｔｅｄ Ｒａｎｄｏｍ Ａｃｃｅｓ
ｓ，Ｈｉｇｈ−Ｓｐｅｅｄ ＭａｇｎｅｔｉｃＭｅｍｏ
ｒｙ」の２７５９〜２７６１頁に記載されている。シュ
ローダによって開示されたメモリは、それぞれ導体の２
本のラインに結合されている、応力波変換器のチェッカ
ーボード・グリッドを含む。このグリッドは垂直であ
り、各変換器の頂部に磁気ブロックが配置されている。
磁気ブロックの系に磁界が印加され、該磁界は保磁界よ
り若干小さい。
【００１１】シュローダのシステムにおける変換器が磁
気ブロック内で応力を発生すると、該ブロックにおける
磁気双極子が、印加された磁界に対して平行に整列す
る。誘導された応力が十分高いと、「書込み」を生じさ
せることができる。
気ブロック内で応力を発生すると、該ブロックにおける
磁気双極子が、印加された磁界に対して平行に整列す
る。誘導された応力が十分高いと、「書込み」を生じさ
せることができる。
【００１２】誘導された応力を採用した薄膜メモリも使
用されてきたが、その一例が日本特許第６２−２４９，
４０８号に示されており、そこでは膜の形成後強磁性の
薄膜は磁気異方性を提供するために選択的に応力が加え
られる。この特許において応力を使用することは、実際
の記憶過程のものでなく、記憶材料を初期分極させるた
めである。
用されてきたが、その一例が日本特許第６２−２４９，
４０８号に示されており、そこでは膜の形成後強磁性の
薄膜は磁気異方性を提供するために選択的に応力が加え
られる。この特許において応力を使用することは、実際
の記憶過程のものでなく、記憶材料を初期分極させるた
めである。
【００１３】磁気光学メモリに書込むための別の方法
が、１９８８年１月刊行のＩＥＥＥＴｒａｎｓａｃｔｉ
ｏｎｓ ｏｎ Ｍａｇｎｅｔｉｃｓ，Vol.２４，No．１
の６６６〜６６９頁のディ・ルガー（Ｄ．Ｒｕｇａｒ）
による「Ｍａｇｎｅｔｏｐｔｉｃ Ｄｉｒｅｃｔ Ｏｖ
ｅｒｗｒｉｔｅ Ｕｓｉｎｇａ ＲｅｓｏｎａｎｔＢｉ
ａｓ Ｃｏｉｌ」に記載されている。正弦バイアス磁界
がＬＣコイルによって発生する。次いで、いずれかの符
号の領域が、レーザパルスのタイミングをバイアス磁界
の正あるいは負のピークのいずれかをとることにより書
込まれる。
が、１９８８年１月刊行のＩＥＥＥＴｒａｎｓａｃｔｉ
ｏｎｓ ｏｎ Ｍａｇｎｅｔｉｃｓ，Vol.２４，No．１
の６６６〜６６９頁のディ・ルガー（Ｄ．Ｒｕｇａｒ）
による「Ｍａｇｎｅｔｏｐｔｉｃ Ｄｉｒｅｃｔ Ｏｖ
ｅｒｗｒｉｔｅ Ｕｓｉｎｇａ ＲｅｓｏｎａｎｔＢｉ
ａｓ Ｃｏｉｌ」に記載されている。正弦バイアス磁界
がＬＣコイルによって発生する。次いで、いずれかの符
号の領域が、レーザパルスのタイミングをバイアス磁界
の正あるいは負のピークのいずれかをとることにより書
込まれる。
【００１４】以下の論文が１９９０年４月刊行のＭＲＳ
ＢＵＬＬＥＴＩＮ，Vol．１５，No．４に見られる
が、磁気光学記憶に関する現状技術を理解する上で有益
である。即ち、ガンビーノ（Ｇａｍｂｉｎｏ）による
「Ｏｐｔｉｃａｌ Ｓｔｏｒａｇｅ Ｄｉｓｋ Ｔｅｃ
ｈｎｏｌｏｇｙ」，２０〜２２頁，ウェラーブロフィ
（Ｗｅｌｌｅｒ−Ｂｒｏｐｈｙ）他による「Ｍａｔｅｒ
ｉａｌｓ Ｃｈａｌｌｅｎｇｅｓ ａｎｄ Ｉｎｔｅｇ
ｒａｔｅｄ ＯｐｔｉｃａｌＲｅｃｏｒｄｉｎｇＨｅａ
ｄｓ」，２５〜３０頁およびグライダナス（Ｇｒｅｉｄ
ａｎｕｓ）他による「Ｍａｇｎｅｔｏ−Ｏｐｔｉｃａｌ
Ｓｔｏｒａｇｅ Ｍａｔｅｒｉａｌｓ」，３１〜３９
頁である。
ＢＵＬＬＥＴＩＮ，Vol．１５，No．４に見られる
が、磁気光学記憶に関する現状技術を理解する上で有益
である。即ち、ガンビーノ（Ｇａｍｂｉｎｏ）による
「Ｏｐｔｉｃａｌ Ｓｔｏｒａｇｅ Ｄｉｓｋ Ｔｅｃ
ｈｎｏｌｏｇｙ」，２０〜２２頁，ウェラーブロフィ
（Ｗｅｌｌｅｒ−Ｂｒｏｐｈｙ）他による「Ｍａｔｅｒ
ｉａｌｓ Ｃｈａｌｌｅｎｇｅｓ ａｎｄ Ｉｎｔｅｇ
ｒａｔｅｄ ＯｐｔｉｃａｌＲｅｃｏｒｄｉｎｇＨｅａ
ｄｓ」，２５〜３０頁およびグライダナス（Ｇｒｅｉｄ
ａｎｕｓ）他による「Ｍａｇｎｅｔｏ−Ｏｐｔｉｃａｌ
Ｓｔｏｒａｇｅ Ｍａｔｅｒｉａｌｓ」，３１〜３９
頁である。
【００１５】
【発明が解決しようとする課題】従って、本発明の目的
は、改良された磁気光学薄膜メモリを提供することにあ
る。
は、改良された磁気光学薄膜メモリを提供することにあ
る。
【００１６】本発明の別の目的は、信号出力レベルが改
良された、改良磁気光学薄膜メモリを提供することにあ
る。
良された、改良磁気光学薄膜メモリを提供することにあ
る。
【００１７】本発明のさらに別の目的は、強磁性書込み
を採用した高速磁気光学薄膜メモリを提供することにあ
る。
を採用した高速磁気光学薄膜メモリを提供することにあ
る。
【００１８】
【課題を解決するための手段】その領域が好ましい配向
を示し、その好ましい配向に沿って一方向に初期極化
（ｐｏｌｅ）される、磁歪性、異方性かつ強磁性の膜を
含むデータ記憶システムが記載されている。前記一方の
方向とは反対の方向に磁界が印加されるが、該磁界は極
化された領域を切り換えるには不十分である。磁歪性膜
が強磁性膜と接触して配置され、書込みシステムが磁歪
性膜を付勢し、選択された位置において強磁性膜に応力
を加えるようにさせるために設けられる。誘導された応
力が、選択された位置において強磁性膜の異方性エネル
ギを低減させ、その領域が、印加された磁界によって極
化されうるようにする。本発明の一態様において、書込
みシステムは、例えばレーザあるいは電子ビームのよう
な方向付けされたエネルギビームを含む。本発明の別の
態様においては、書込みシステムは、スキャンされたエ
ネルギビームと組み合わせて表面弾性波を採用してい
る。
を示し、その好ましい配向に沿って一方向に初期極化
（ｐｏｌｅ）される、磁歪性、異方性かつ強磁性の膜を
含むデータ記憶システムが記載されている。前記一方の
方向とは反対の方向に磁界が印加されるが、該磁界は極
化された領域を切り換えるには不十分である。磁歪性膜
が強磁性膜と接触して配置され、書込みシステムが磁歪
性膜を付勢し、選択された位置において強磁性膜に応力
を加えるようにさせるために設けられる。誘導された応
力が、選択された位置において強磁性膜の異方性エネル
ギを低減させ、その領域が、印加された磁界によって極
化されうるようにする。本発明の一態様において、書込
みシステムは、例えばレーザあるいは電子ビームのよう
な方向付けされたエネルギビームを含む。本発明の別の
態様においては、書込みシステムは、スキャンされたエ
ネルギビームと組み合わせて表面弾性波を採用してい
る。
【００１９】
【実施例】図１を参照すれば、本発明を組み入れた記憶
媒体の断面図が示されている。この媒体は、強磁性膜１
２上に位置した電歪層１０を含み、双方共基板１４に固
定されている。電歪層は、性質が強誘電性であって、大
きな自然電歪性を示すことが好ましい。
媒体の断面図が示されている。この媒体は、強磁性膜１
２上に位置した電歪層１０を含み、双方共基板１４に固
定されている。電歪層は、性質が強誘電性であって、大
きな自然電歪性を示すことが好ましい。
【００２０】強磁性膜１２は大きな磁歪作用を示すこと
が好ましい。強磁性膜１２は、垂直方向の容易な軸線異
方性を備えた角形ループ材料である。膜１２の適当な材
料は、米国特許第３，９４９，３８７号においてチャウ
ダリ（Ｃｈａｕｄｈａｒｉ）他が開示しているタイプの
非晶質の稀土遷移合金である。それは、製作中に、それ
を飽和させるに十分な磁界によって、垂直方向の異方性
を保つようにして初期化される。強磁性媒体の保磁界
は、典型的には１から２キロエールステッド（２kOe ）
であり、そのためそれを初期化するには比較的大きい磁
界が必要とされる。
が好ましい。強磁性膜１２は、垂直方向の容易な軸線異
方性を備えた角形ループ材料である。膜１２の適当な材
料は、米国特許第３，９４９，３８７号においてチャウ
ダリ（Ｃｈａｕｄｈａｒｉ）他が開示しているタイプの
非晶質の稀土遷移合金である。それは、製作中に、それ
を飽和させるに十分な磁界によって、垂直方向の異方性
を保つようにして初期化される。強磁性媒体の保磁界
は、典型的には１から２キロエールステッド（２kOe ）
であり、そのためそれを初期化するには比較的大きい磁
界が必要とされる。
【００２１】前述のように、電歪層１０は強誘電性であ
ることが好ましい。（度々ＰＺＴと称される）ＰｂＺｒ
Ｏ3 −ＰｂＴｉＯ3 の固溶体は適当な強誘電体である。
ＰＺＴは、スパッタリングあるいはゾル−ゲル（ｓｏｌ
−ｇｅｌ）法により膜として被着させうる。強誘電性材
料においては、その結晶のあるものの内部の双極子が外
部から印加された電界の作用により自然に分極（即ち整
合され、平行になる）される。これらの双極子は、磁界
が除去された後も分極されたままである。磁界を反転さ
せることにより、反対方向に双極子を自然に分極、即ち
整列させることができる。このように、強誘電性材料
は、２つの安定した分極状態を有し、さらにそれらの臨
界温度Ｔcrより上に加熱されると強誘電性を失う性質を
示す。
ることが好ましい。（度々ＰＺＴと称される）ＰｂＺｒ
Ｏ3 −ＰｂＴｉＯ3 の固溶体は適当な強誘電体である。
ＰＺＴは、スパッタリングあるいはゾル−ゲル（ｓｏｌ
−ｇｅｌ）法により膜として被着させうる。強誘電性材
料においては、その結晶のあるものの内部の双極子が外
部から印加された電界の作用により自然に分極（即ち整
合され、平行になる）される。これらの双極子は、磁界
が除去された後も分極されたままである。磁界を反転さ
せることにより、反対方向に双極子を自然に分極、即ち
整列させることができる。このように、強誘電性材料
は、２つの安定した分極状態を有し、さらにそれらの臨
界温度Ｔcrより上に加熱されると強誘電性を失う性質を
示す。
【００２２】強誘電性膜が必要な特性を有するには、結
晶状態にある必要がある。もし膜が室温に保持された基
板上にスパッタリングにより被着されるとすれば、その
結果できた膜は、非晶質構造であり、要求される強誘電
性は有していない。その後、もし膜が約６００℃で約１
時間焼鈍されるとすれば、膜は結晶化され、強誘電性を
得る。代替的に、その上に上記材料を被着する基板を約
６００℃まで加熱することにより結晶性ＰＺＴ膜を被着
することができる。
晶状態にある必要がある。もし膜が室温に保持された基
板上にスパッタリングにより被着されるとすれば、その
結果できた膜は、非晶質構造であり、要求される強誘電
性は有していない。その後、もし膜が約６００℃で約１
時間焼鈍されるとすれば、膜は結晶化され、強誘電性を
得る。代替的に、その上に上記材料を被着する基板を約
６００℃まで加熱することにより結晶性ＰＺＴ膜を被着
することができる。
【００２３】従来技術で述べたように、従来技術の強磁
性記録媒体に係わる問題は、それらのＴc が比較的低い
ことであった。この結果、読取り作用の間の信号強度が
適正値以下となった。より高いＴc の並置した強磁性膜
よりも低いＴcrを示す電歪性膜を選択し、さらに強磁性
膜における保磁界に打ち勝つのを促進するために誘導さ
れた応力を用いることにより、記憶作用が改良されるこ
とが判明した。換言すれば、大気温より著しく高いＴc
を示す強磁性膜を、電歪性膜と、それが誘導する応力と
共に採用してより高いＴc の作用に打ち勝つことができ
る。
性記録媒体に係わる問題は、それらのＴc が比較的低い
ことであった。この結果、読取り作用の間の信号強度が
適正値以下となった。より高いＴc の並置した強磁性膜
よりも低いＴcrを示す電歪性膜を選択し、さらに強磁性
膜における保磁界に打ち勝つのを促進するために誘導さ
れた応力を用いることにより、記憶作用が改良されるこ
とが判明した。換言すれば、大気温より著しく高いＴc
を示す強磁性膜を、電歪性膜と、それが誘導する応力と
共に採用してより高いＴc の作用に打ち勝つことができ
る。
【００２４】レーザビームを用いて、本発明の記憶媒体
に「書込」む。レーザビームが電歪層１０を加熱する
と、その中の選択的に加熱された部分が膨張して、その
下に位置する強磁性層１２の平面において横方向の応力
を発生させる。この誘導された応力が層１２における加
熱された領域の保磁界の作用を低下させる。このように
強磁性層１２の、組合わされた応力／加熱の作用が、応
力が加えられた部分の直近の領域の再配向を行い、該領
域が冷却されるとバイアス電界に従って再配向すること
ができるようにする。
に「書込」む。レーザビームが電歪層１０を加熱する
と、その中の選択的に加熱された部分が膨張して、その
下に位置する強磁性層１２の平面において横方向の応力
を発生させる。この誘導された応力が層１２における加
熱された領域の保磁界の作用を低下させる。このように
強磁性層１２の、組合わされた応力／加熱の作用が、応
力が加えられた部分の直近の領域の再配向を行い、該領
域が冷却されるとバイアス電界に従って再配向すること
ができるようにする。
【００２５】図２から図４までを参照して、メモリの動
作の詳細を説明する。局部的な指向／加熱作用を実行す
るためにレーザ１６とレーザ制御装置１８とが公知の要
領で採用されている。
作の詳細を説明する。局部的な指向／加熱作用を実行す
るためにレーザ１６とレーザ制御装置１８とが公知の要
領で採用されている。
【００２６】レーザ１６からのビームは、電歪膜１０の
領域２０に集光され、該領域２０をそのＴcrまで加熱す
るに十分な時間適所に保持されている。電歪膜１０のＴ
crは強磁性層１２のＴc より低いことが想起される。領
域２０が、そのＴcrに達すると、その格子定数が急激に
変化する。例えば、もし電歪膜１０が強誘電性ＰＺＴで
あるとすれば、その格子定数は１２０℃において４００
０の１部だけ急激に増加する。従って、Ｔcrにおいて、
電歪層１０は、領域２０のすぐ下方の境界面部分におい
て強磁性層１２に応力を課する。この平面の応力が、層
１２における保磁界の作用を低下させ、加熱することを
組み合わせて、磁化された領域が材料１２の平面に転換
できるようにするに十分な磁気異方性の変化を層１２に
おいて誘導する。この状態は強磁性層１２における領域
２２によって示されている。もし磁界２４（図３を参
照）が、次いで記録媒体にわたって印加されるとすれ
ば、領域２２はそれ自体の方向に配向しようとする。磁
界２４の強度は、加熱／応力が無いときの領域２６を再
配向するに要する強度より小さくすべきである。
領域２０に集光され、該領域２０をそのＴcrまで加熱す
るに十分な時間適所に保持されている。電歪膜１０のＴ
crは強磁性層１２のＴc より低いことが想起される。領
域２０が、そのＴcrに達すると、その格子定数が急激に
変化する。例えば、もし電歪膜１０が強誘電性ＰＺＴで
あるとすれば、その格子定数は１２０℃において４００
０の１部だけ急激に増加する。従って、Ｔcrにおいて、
電歪層１０は、領域２０のすぐ下方の境界面部分におい
て強磁性層１２に応力を課する。この平面の応力が、層
１２における保磁界の作用を低下させ、加熱することを
組み合わせて、磁化された領域が材料１２の平面に転換
できるようにするに十分な磁気異方性の変化を層１２に
おいて誘導する。この状態は強磁性層１２における領域
２２によって示されている。もし磁界２４（図３を参
照）が、次いで記録媒体にわたって印加されるとすれ
ば、領域２２はそれ自体の方向に配向しようとする。磁
界２４の強度は、加熱／応力が無いときの領域２６を再
配向するに要する強度より小さくすべきである。
【００２７】次いで、レーザビームが除去され、媒体が
冷却しうるようになると、領域２２は、磁界２４の方向
に整列し、「１」が書込まれる。このように、強磁性層
をそのＴc まで加熱する必要なく書込み作用が行われ、
そのため高速の書込みを可能とし、かつ高いＴc の磁性
層を使用できるようにすることが判る。高いＴc の磁性
層は室温においてより高い磁気光学回転を有し、従って
より高い信号対ノイズ比を与える。読取りは、従来技術
と同様磁気光学的に行いうる。
冷却しうるようになると、領域２２は、磁界２４の方向
に整列し、「１」が書込まれる。このように、強磁性層
をそのＴc まで加熱する必要なく書込み作用が行われ、
そのため高速の書込みを可能とし、かつ高いＴc の磁性
層を使用できるようにすることが判る。高いＴc の磁性
層は室温においてより高い磁気光学回転を有し、従って
より高い信号対ノイズ比を与える。読取りは、従来技術
と同様磁気光学的に行いうる。
【００２８】図１から図４までに示す構造において、基
板１４は典型的には例えば溶融シリカのような耐火性ガ
ラスである。強磁性層１２は、大きな電歪性並びに大き
な磁気光学回転を示す強磁性のガーネットであることが
好ましい。電歪層１０は強誘電性であるＰＺＴであるこ
とが好ましい。
板１４は典型的には例えば溶融シリカのような耐火性ガ
ラスである。強磁性層１２は、大きな電歪性並びに大き
な磁気光学回転を示す強磁性のガーネットであることが
好ましい。電歪層１０は強誘電性であるＰＺＴであるこ
とが好ましい。
【００２９】ガーネット膜を調製する条件は、ＰＺＴを
調製するために用いる条件と類似である。ガーネットの
非晶質膜は、最初は非晶質膜としてスパッタにより被着
される。次いで、この膜は約６００℃で焼鈍される。こ
のことは、従来の炉あるいは輻射熱ヒータを備えた急速
熱焼鈍装置により達成しうる。
調製するために用いる条件と類似である。ガーネットの
非晶質膜は、最初は非晶質膜としてスパッタにより被着
される。次いで、この膜は約６００℃で焼鈍される。こ
のことは、従来の炉あるいは輻射熱ヒータを備えた急速
熱焼鈍装置により達成しうる。
【００３０】図５を参照すれば、本発明を組み入れた磁
気光学メモリの別の構成の断面図が示されている。図５
に示す断面図においては、電歪層１０と強磁性膜１２と
は、一方の側では（例えば低複屈折のポリカーボネート
・ポリマのような）透明の高分子コーティング３０によ
って被覆され、他方の側において耐火ガラスの基板３２
によって被覆されている。強磁性膜１２は、大きな磁歪
作用を示し、Ｔｂ２０，Ｆｅ２０，Ｃｏ６０から構成で
き、かつ典型的には厚さが約０．１ミクロンである。電
歪膜１０は、Ｔcrが強磁性層１２のＴc より低いＰＺＴ
であることが好ましい。ＰＺＴのＴcrは３５０℃で、一
方Ｔc は４００℃から５００℃である。強磁性層のＴc
は、非晶質および結晶質のＧｄ−Ｃｏ合金において、室
温から約１０００℃まで広範囲に調整しうる。
気光学メモリの別の構成の断面図が示されている。図５
に示す断面図においては、電歪層１０と強磁性膜１２と
は、一方の側では（例えば低複屈折のポリカーボネート
・ポリマのような）透明の高分子コーティング３０によ
って被覆され、他方の側において耐火ガラスの基板３２
によって被覆されている。強磁性膜１２は、大きな磁歪
作用を示し、Ｔｂ２０，Ｆｅ２０，Ｃｏ６０から構成で
き、かつ典型的には厚さが約０．１ミクロンである。電
歪膜１０は、Ｔcrが強磁性層１２のＴc より低いＰＺＴ
であることが好ましい。ＰＺＴのＴcrは３５０℃で、一
方Ｔc は４００℃から５００℃である。強磁性層のＴc
は、非晶質および結晶質のＧｄ−Ｃｏ合金において、室
温から約１０００℃まで広範囲に調整しうる。
【００３１】図５に示す構造は、電歪膜１０を耐火ガラ
スのディスク上に被着することにより作られる。ＰｂＺ
ｒＯ3 −ＰｂＴｉＯ3 （ＰＺＴ）の固溶体が適当な強誘
電体である。該膜が、要求される強誘電性を有するに
は、それは結晶状態にある必要がある。もし膜が室温で
スパッタリングすることにより被着されるとすれば、そ
の結果の膜は非晶質構造であり、要求される強誘電性を
示さない。該膜を約６００℃で約１時間焼鈍することに
より、膜は結晶化し、強誘電性を有することになる。代
替的に、被着中に約６００℃まで基板を加熱することに
より結晶ＰＺＴ膜を被着することができる。
スのディスク上に被着することにより作られる。ＰｂＺ
ｒＯ3 −ＰｂＴｉＯ3 （ＰＺＴ）の固溶体が適当な強誘
電体である。該膜が、要求される強誘電性を有するに
は、それは結晶状態にある必要がある。もし膜が室温で
スパッタリングすることにより被着されるとすれば、そ
の結果の膜は非晶質構造であり、要求される強誘電性を
示さない。該膜を約６００℃で約１時間焼鈍することに
より、膜は結晶化し、強誘電性を有することになる。代
替的に、被着中に約６００℃まで基板を加熱することに
より結晶ＰＺＴ膜を被着することができる。
【００３２】強誘電層１２もスパッタリングにより被着
することができる。該層は、それが非晶質状態にあると
き、要求される磁性を有している。非晶質の強磁性膜を
得るために被着中ガラス基板３２は室温に保持されてい
る。その後、強磁性膜１２は、本デバイスの処理あるい
は動作の間のいずれかにおいてその結晶化温度より上に
加熱してはならない。結晶化温度は典型的には約４００
℃である。従来技術においては、成分によって変わるキ
ューリ温度Ｔc は結晶化温度より低くある必要があっ
た。本発明においては、強磁性膜１２のキューリ温度
（Ｔc ）は、ある程度その成分に依存するものの、典型
的には４００〜５００℃の範囲である。
することができる。該層は、それが非晶質状態にあると
き、要求される磁性を有している。非晶質の強磁性膜を
得るために被着中ガラス基板３２は室温に保持されてい
る。その後、強磁性膜１２は、本デバイスの処理あるい
は動作の間のいずれかにおいてその結晶化温度より上に
加熱してはならない。結晶化温度は典型的には約４００
℃である。従来技術においては、成分によって変わるキ
ューリ温度Ｔc は結晶化温度より低くある必要があっ
た。本発明においては、強磁性膜１２のキューリ温度
（Ｔc ）は、ある程度その成分に依存するものの、典型
的には４００〜５００℃の範囲である。
【００３３】強磁性層１２には、例えばポリカーボネー
トの共重合体のような低複屈折ポリマでコーティングさ
れている。コーティング３０は、レーザビームが通され
るときコーティングの表面のゴミの粒体や、その他のき
ずに焦点が合い、偽信号を発生させないように少なくと
も約１ミリメートルの厚さであるべきである。ポリマの
コーティング３０は、射出成形、共重合あるいはスピン
コーティングにより付与すればよい。
トの共重合体のような低複屈折ポリマでコーティングさ
れている。コーティング３０は、レーザビームが通され
るときコーティングの表面のゴミの粒体や、その他のき
ずに焦点が合い、偽信号を発生させないように少なくと
も約１ミリメートルの厚さであるべきである。ポリマの
コーティング３０は、射出成形、共重合あるいはスピン
コーティングにより付与すればよい。
【００３４】図５に示す構造は、化学的安定性や光学的
特性を向上させるために他の材料の層を含んでもよい。
例えば、焼鈍過程の間にガラス基板３２上にプラチナの
層を被着することができる。また、強磁性層１２とポリ
マ層３０の間に誘電性コーティングを用いてもよい。誘
電性層は、反射コーティングとして作用し、かつ不純物
（例えばＨ2 Ｏ）が強磁性層と反応しないようにするこ
とができる。
特性を向上させるために他の材料の層を含んでもよい。
例えば、焼鈍過程の間にガラス基板３２上にプラチナの
層を被着することができる。また、強磁性層１２とポリ
マ層３０の間に誘電性コーティングを用いてもよい。誘
電性層は、反射コーティングとして作用し、かつ不純物
（例えばＨ2 Ｏ）が強磁性層と反応しないようにするこ
とができる。
【００３５】図６を参照すれば、強磁性層の温度をその
キューリ温度より上に上げるためにレーザが用いられる
と同時に、並置した強磁性層に応力を誘導するために表
面弾性波が用いられている、変更された磁気光学メモリ
システムが示されている。特に、圧電層４０が、それと
透明の基板４４との間で強磁性層４２を挟持している。
圧電層４０の上面には、一組の相互に入り込ませた導電
フィンガ４６が配置されており、該フィンガは表面弾性
波（ＳＡＷ）発生器４８に接続されている。制御装置５
０は、ＳＡＷ発生器４８によって発生する波と、レーザ
５２のゲーティングおよびスキャニング作用とを同期化
させる。
キューリ温度より上に上げるためにレーザが用いられる
と同時に、並置した強磁性層に応力を誘導するために表
面弾性波が用いられている、変更された磁気光学メモリ
システムが示されている。特に、圧電層４０が、それと
透明の基板４４との間で強磁性層４２を挟持している。
圧電層４０の上面には、一組の相互に入り込ませた導電
フィンガ４６が配置されており、該フィンガは表面弾性
波（ＳＡＷ）発生器４８に接続されている。制御装置５
０は、ＳＡＷ発生器４８によって発生する波と、レーザ
５２のゲーティングおよびスキャニング作用とを同期化
させる。
【００３６】この場合、圧電層４０を加熱する代りに、
強磁性層４２に直接加熱作用が加えられる。選択された
領域にレーザ５２を入射させるときレーザを「オン」に
ゲーティングすることにより、その領域はそのＴc を若
干下廻る温度まで加熱される。次いで、表面弾性波５４
が、圧電層４０の長さにわたって伝播するとき、加熱さ
れた領域に応力を加え、その異方性エネルギを低下さ
せ、その領域がその平面に沿って整合できるようにす
る。磁界（図示せず）は、同時に、あるいは後続して印
加され、書込み作用を達成すべく回転した領域の再配向
の方向に影響を与える。
強磁性層４２に直接加熱作用が加えられる。選択された
領域にレーザ５２を入射させるときレーザを「オン」に
ゲーティングすることにより、その領域はそのＴc を若
干下廻る温度まで加熱される。次いで、表面弾性波５４
が、圧電層４０の長さにわたって伝播するとき、加熱さ
れた領域に応力を加え、その異方性エネルギを低下さ
せ、その領域がその平面に沿って整合できるようにす
る。磁界（図示せず）は、同時に、あるいは後続して印
加され、書込み作用を達成すべく回転した領域の再配向
の方向に影響を与える。
【００３７】圧電層４０とＳＡＷ変換器４６を適当に設
計することにより、層４０に定在波を誘導することがで
き、それが強磁性層４２の表面にわたって横方向の領域
に選択的に応力を加える。次いで、レーザ５２をスキャ
ンすることにより強磁性層４２内の選択した領域を加熱
し、そこにデータを書込むことができる。
計することにより、層４０に定在波を誘導することがで
き、それが強磁性層４２の表面にわたって横方向の領域
に選択的に応力を加える。次いで、レーザ５２をスキャ
ンすることにより強磁性層４２内の選択した領域を加熱
し、そこにデータを書込むことができる。
【００３８】図６に示す構造は、高温で処理することな
しに製作することができる。典型的には、ポリマ状ポリ
カーボネートである透明基板４４には強磁性の薄膜４２
がコーティングされる。そのような膜は、大気温でスパ
ッタリングすることにより被着することができる。圧電
ポリマ（例えばＰＶＦ）は、圧力を加え、かつ約５０℃
でゆっくりと加熱することにより強磁性薄膜４２に積層
しうる薄いシートの形態で入手しうる。そのような商業
的なポリマの一例は、ポリ二フッ化ビニル（ＰＶＤＦ）
である。許容しうる圧電性に対して、この材料は部分的
に結晶化され、配向され、かつ電界内で極化される必要
がある。次いで、大気温での処理により適当な導体パタ
ーンを付与すればよい。
しに製作することができる。典型的には、ポリマ状ポリ
カーボネートである透明基板４４には強磁性の薄膜４２
がコーティングされる。そのような膜は、大気温でスパ
ッタリングすることにより被着することができる。圧電
ポリマ（例えばＰＶＦ）は、圧力を加え、かつ約５０℃
でゆっくりと加熱することにより強磁性薄膜４２に積層
しうる薄いシートの形態で入手しうる。そのような商業
的なポリマの一例は、ポリ二フッ化ビニル（ＰＶＤＦ）
である。許容しうる圧電性に対して、この材料は部分的
に結晶化され、配向され、かつ電界内で極化される必要
がある。次いで、大気温での処理により適当な導体パタ
ーンを付与すればよい。
【図１】本発明を組み入れた磁気光学記憶媒体の断面
図。
図。
【図２】書込み作用の初期局面の間の図１に示す磁気光
学記録媒体の断面図。
学記録媒体の断面図。
【図３】書込み作用の中間局面の間の磁気光学材料の断
面図。
面図。
【図４】書込み作用の終了時の磁気光学材料の断面図。
【図５】磁気光学記録材料の別の実施例の断面図。
【図６】強磁書込み作用を促進するために表面弾性波が
用いられている、磁気光学記録システムの別の実施例の
ブロック図と断面図とを組み合わせた図。
用いられている、磁気光学記録システムの別の実施例の
ブロック図と断面図とを組み合わせた図。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 ステイーブン・サイモン・ダナ アメリカ合衆国10024、ニユーヨーク州 ニユーヨーク、ウエスト・ナインテイー ス・ストリート 250番地 (72)発明者 リチヤード・ジヨセフ・ガンビノ アメリカ合衆国10598、ニユーヨーク州 ヨークタウン・ハイツ、ハンターブルツ ク・ロード 2433番地
Claims (2)
- 【請求項１】 好ましい配向と異方性とを有する磁歪性
の強磁性膜であって、その領域が前記好ましい配向に沿
って一方向に初期極化されている膜と、 前記一方の方向とは反対の方向に磁界を印加する手段
と、 前記強磁性膜と接触した電歪性膜と、 前記電歪性膜を付勢して、選択された位置において前記
強磁性膜に応力を加え、前記選択された位置における前
記強磁性膜の異方性エネルギを低減させることにより、
そのＴc より下で強磁性膜を加熱でもって、前記選択さ
れた位置における領域が、前記の印加された磁界に従っ
て極化されうるようにする書込み手段とを備えるデータ
記憶システム。 - 【請求項２】 前記好ましい配向が前記強磁性膜の平面
に対して全体的に垂直であり、前記電歪性膜が、前記平
面にある配向において全体的に前記強磁性膜に前記応力
を加える請求項１記載のデータ記憶システム。
Applications Claiming Priority (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| US07/684,635 US5239504A (en) | 1991-04-12 | 1991-04-12 | Magnetostrictive/electrostrictive thin film memory |
| US684635 | 1991-04-12 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0573989A true JPH0573989A (ja) | 1993-03-26 |
Family
ID=24748893
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP4043455A Pending JPH0573989A (ja) | 1991-04-12 | 1992-02-28 | 電歪性／磁歪性薄膜メモリ |
Country Status (2)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US5239504A (ja) |
| JP (1) | JPH0573989A (ja) |
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1992
- 1992-02-28 JP JP4043455A patent/JPH0573989A/ja active Pending
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