JPH071635B2 - 磁気記憶素子の読み出し方法 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 （産業上の利用分野） 本発明は不揮発性の超高密度固体磁気記憶素子の読み出
し方法に関する。

（従来の技術） 本方法を用いる素子において最も重要な部分の一つは情
報読み出し部である。本方法が用いられる磁気記憶素子
は情報読み出し手段と情報書込手段を備えてなり、かつ
該ブロッホライン（以下、VBLと称する）の対をブロッ
ホ磁壁内で転送する手段を有している。このような磁気
記憶素子においては、VBL対の形でストライプドメイン
磁壁内に書込んだ情報を読み出す手段が不可欠である。
従来は該ストライプドメイン先端部に第４図に示すよう
に３本のVBL14（データであるVBL対と予め先端部にあっ
たVBL）がある場合、これら３本を先端に保持したまま
徐々に引き伸ばし、その途中、または引き伸ばした後先
端部を含む領域に局所的にストライプドメイン長手方向
に面内磁界を加えて３本のVBLの内、中央の１本のみを
先端部に保ち、他の２本を両側の側壁部に移動させ、３
本を分離した後、先端と他の２本のVBLが保持されてい
る位置との間の領域では上側と下側の側壁の磁化を互い
に平行にして切断し、先端にVBLが１本しかない場合は
前述の局所面内磁界によってそのVBLは先端を挟むどち
らかの側壁に移動させ、先端部をユニカイラル状態にし
て、切断させないという機構であった。（昭和61年度電
気通信学会総合全国大会（1986.3）講演番号228.日本応
用磁気学会誌10（1986）pp414-418.INTERMAG'86（198
6）DD-05.）しかし、この方法はストライプドメイン先
端部を引き伸ばした時、３本のVBLが最終的に先端部に
保持されていることが必要条件であるためドメイン引き
伸ばしを制御性よく行うことが重要である。以下のよう
なことが生じると、エラーになる。つまり、先端部を引
き伸ばす時の磁壁移動速度が大きければジャイロ力が働
き、先端部のVBLは一旦側壁に移動してしまう場合があ
る。その後情報記憶部のVBL対の安定化用にチップ全体
に亘ってストライプドメイン長手方向に沿って加えられ
ている面内磁界のため３本のVBLの内右端の１本が先端
に戻る。この状態に対して、単に前述の局所面内磁界を
加えたのでは、先端のVBLは必ずしも残りの２本のVBLが
存在している側壁と反対側の側壁に移動するとは限ら
ず、VBLが３本とも同じ側の側壁に安定化されてしまう
こともある。こうなると、所期の目的である先端にVBL
を１本置くか、置かないかの差を利用したストライプド
メイン先端部切断の弁別ができなくなってしまう。

この内容を第４図（ａ）〜（ｆ）、第５図（ａ）〜
（ｆ）を使って説明する。第４図（ａ）の３の位置にあ
る情報記憶用のストライプドメイン先端部を３′の位置
まで導体パターン７に矢印の向きに電流を与えて引き伸
ばす。その際、余程注意深く制御した引き伸ばしを行わ
ない限り、引き伸ばす前のストライプドメインの先端部
３の位置（ビット位置）に存在する情報担体であるVBL
対ともともと先端に存在しているVBLとが一緒になって
一旦第４図（ａ）に示すようにジャイロ力により上側の
側壁に移動することがある。その後チップ全体に亘って
情報記憶部のVBL対保持用にストライプドメイン長手方
向に加えてある面内磁界Hip0との相互作用によって、右
端の１本のVBLだけ第４図（ｂ）に示すように先端に戻
る。この状態に対して、導体パターン10,11,12に平行電
流を与えることにより発生するHip0と逆向きの面内磁界
Hipのみを引き伸ばしたドメイン部のドメイン先端を含
む領域に加えた場合、先端のVBLは第４図（ｃ）の15の
矢印の向きか、（ｅ）の185の向きに移動する。VBLが第
４図（ｅ）のように18の向きに移動した場合は、上側の
側壁に残っていた２本のVBLもHipとの相互作用により分
離し、１本は19の向きにもう１本は20の向きに移動す
る。もしストライプドメイン先端のVBLが18の向きに移
動してきたら、19の向きに移動してしたVBLとぶつか
り、新たに第４図（ｆ）に21で示すVBL対を作る。この
様な状態になると、ドメイン先端部の切断用導体パター
ン8,9に挟まれた領域の側壁磁化が上側と下側で互いに
逆になり、後で第５図で説明するストライプドメイン先
端部３に１本しかVBLがなかった場合と比べて切断領域
における上側、下側の側壁磁化の相対関係に差がなくな
り、切断条件に差がなくなってしまう。他方、先端部に
Hipを加えた時、第４図（ｃ）の15に示す向きに先端部
のVBLが移動し、上側の２本のVBLがそれぞれ16,17の向
きに移動し、結果的に第４図（ｄ）の状態が得られた時
には切断領域における上側および下側の側壁磁化は互い
に平行になり、第５図（ｄ）の状態と差ができている。
このときはストライプドメイン先端部３に３本のVBLが
ある場合と１本しかない場合とでそれぞれ引き伸ばした
とき、同一切断磁界で３本VBLがある場合は切断され
て、バブルができ、１本のときは切断されず、バブルが
出来ないという差ができる。第５図は先端３に１本VBL
がある場合、つまり、VBL対が先端３に転送されてこな
かった場合である。この場合は従来法によりVBLが上
側、下側どちらの側壁に移動するだけで切断部の上側、
下側の側壁磁化の相対関係は変らず、第５図（ｄ），
（ｆ）に示すように互いに反平行になっている。以上か
ら、この方法では先端３にVBL対が転送されてきたと
き、エラーを起こす確率が大きい。

（発明が解決しようとする問題点） 従来の読み出し法ではストライプドメイン先端部３にVB
L対がある場合、予め先端部にある１本のVBLと併せて３
本のVBLが先端部から外れないように、７に与える電流
波形を精度良く制御する必要がある。なぜならば磁壁が
速く動くと先端部にあるVBLはジャイロ力により、側壁
に移動してしまう。そして、第４図（ｆ）に示したよう
な問題を引き起こす場合がある。この点を解決する手段
を見出すことがこの信頼性向上のため重要である。本発
明ではこの問題を解決する新しい方法を提示する。

（問題点を解決するための手段） 本発明は、情報読み出し手段、情報書込み手段、及び情
報蓄積手段を有し、かつ、膜面に垂直な方向を磁化容易
方向とする強磁性体（フェリ磁性体を含む）膜に存在す
るストライプドメインの境界のブロッホ磁壁中に作った
相隣る２本の垂直ブロッホラインの対をブロッホ磁壁内
で転送する手段を有し、前記強磁性体の膜内の前記スト
ライプドメインを用いた磁気記憶素子において、前記ス
トライプドメインの先端部の外周磁壁の一部を引き伸ば
し、この引き伸ばしたストライプドメインの先端部に前
記ストライプドメインの長手方向に局所的に面内磁界を
加え、かつ、ほぼ同時に引き伸ばしたストライプドメイ
ンの先端を引き伸ばした向きと逆向きに押した後、この
局所面内磁界が加わっている領域において、前記ストラ
イプドメインを切断するようにしたものである。

（作用） 本発明においてマイナーループの先端３にある３本のVB
Lをその先端部を引き伸ばした後、所期の目的のため３
本に分離する過程を説明する。第２図（ａ）は先端３に
３本のVBL14を持つドメインを導体パターン７に電流を
与えて右方に引き伸ばした時、３本のVBLがジャイロ力
により、14′にくることを示している。第２図（ｂ）は
引き伸ばしたドメイン上の３本のVBLの内の右側の１本
だけがチップ全体に加えてある面内磁界Hip0（ここでは
左向きに加えてある）のためドメイン先端部に移動した
状態を示している。この状態に対して導体パターン10,1
1,12を使ってHip0と逆向きの面内磁界を該ドメインの長
手方向に加えるとほぼ同時に導体パターン13または７に
パルス状電流を与えてドメインの先端３′を左方にダイ
ナミックに押すと、３′に存在しているVBLはジャイロ
力により下側の側壁の方へ移動し、先端には新たに14′
の真ん中のVBLがHipのために先端に移動してくる。その
結果として、第２図（ａ）に示した先端のVBL14がドメ
イン引き伸ばし後、局所面内磁界Hipと先端部３′に加
えた付加パルスバイアス磁界の作用で第２図（ｃ）に示
す３本に分離してしまう。この状態に膜面上の２本の導
体パターン8,9を配置して、該導体パターンに挟まれた
領域にHzと同じ向きの磁界を発生するように導体パター
ンにパルス電流を与える。そうすると、ストライプドメ
インは最終的に切断され、第２図（ｄ）に示す２つのド
メインになる。それぞれのドメインには切断によって負
のVBLが注入される。つまり、切断によって、バブルと
ともに取り除かれた負のVBLは新たに出来たストライプ
ドメイン先端に複製（レプリケート）されている。ま
た、既存の方法に示されている幅広導体パターンを使わ
ない方法ではドメイン切断時にHip印加用導体パターン
の内、10,12以外の電流を切ることにより、切断部に水
平ブロッホラインが存在する確率を小さくできる。

他方、マイナーループの先端３のビット位置にVBL対が
ない場合の動作を第３図に示している。ドメイン先端の
引き伸ばしによってVBL4は第３図（ａ）に示すように
４′に移動する。その後、Hip0により、第３図（ｂ）に
示すように先端３′に移動する。その後、10,11,12の導
体パターンにより、Hipを与えるとともに、ほぼ同時に
導体パターン13または７によってドメイン先端部３′に
バイアス磁界Hzと同じ向きのパルスバイアス磁界を与え
て先端部３′を左方にダイナミックに押すと先端のVBL
が下側の側壁に移動し、第３図（ｃ）の状態が得られ
る。この状態に対して、導体パターン8,9によって第２
図と同じパルス磁界をドメインに与える。この場合は上
側と下側の側壁の中心の磁化の向きが8,9に挟まれた領
域では互いに逆向きになっているので切断されない（第
３図（ｄ））。以上が本発明におけるストライプドメイ
ン磁壁上にVBL対の有無の形で記憶した情報をバブルの
有無に変換して読み取る機構である。

なお、VBL対の消去は特願昭60-089321に示したように、
３本のVBLを分離したあと、12以外のHip印加用導体パタ
ーン10,11の電流を切り、VBLすべてを導体パターン９の
右側に集めたあと8,9に挟まれた領域でドメインを切断
すれば良い。

（実施例） 本発明の内容を実施例を使って説明する。第１図はスト
ライプドメイン先端部に形成したVBL対読み出し部の基
本構成である。３はストライプドメイン先端部であり、
先端にあるVBL4は記憶部ドメインの初期状態で既に入っ
ているものである。７はVBL対の読み出し時にストライ
プドメイン先端部を引き伸ばすために用いる導体パター
ンである。10,11,12は該ストライプドメイン先端部に先
端部３′を含むようにドメイン長手方向に局所面内磁界
を発生するための導体パターンである。8,9はドメイン
先端部切断用の導体パターンである。13はドメイン先端
部にパルスバイアス磁界を与える導体パターンである。
次に動作について説明する。まず、導体パターン７にパ
ルス電流を与えて、ストライプドメイン先端部を読み出
し部に導く。そうすると、このVBL14はこの場合ジャイ
ロ力のため、一旦上側の側壁に移動する。その後、Hip0
との相互作用で先端部３′に安定化される。その後、導
体パターン10,11,12に平行電流を与えて、ストライプド
メイン先端部にドメイン先端部３′を含むように長手方
向にいまの場合右向きの面内磁界Hipを与えるとともに
ほぼ同時に導体パターン13または７にパルス電流を与え
て、先端部３′にストライプドメイン安定化用の静バイ
アス磁界と同じ向きのパルスバイアス磁界を与えて、左
向きにダイナミツクに移動させ、それに伴うジャイロ力
とHipとにより、VBLを下側の側壁に移動し、Hipが存在
する導体パタン10の左側にトラップさせておき、その
後、導体パターン8,9に互いに反平行なパルス電流を与
えて8,9によって挟まれた領域にHzと同じ向きのパルス
磁界を与え、ドメインを切断する。

（発明の効果） 本発明により、ストライプドメイン磁壁を情報記憶部と
するブロッホラインメモリにおいて、安定した情報読み
出し方が確立され、従来のストライプドメイン先端部に
単に面内磁界を加える方法に比べて動作が安定化され
た。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明におけるVBL対読み出し部の構成例を示
す図である。第２図は本発明において、VBL対がある場
合の読み出し過程を示す図。第３図はVBL対がない場合
の読み出し過程を示す図。第４図は従来法に於いてVBL
対がある場合に生じる可能性があるエラーモードを示す
図。第５図は従来法に於いてVBL対がない場合の読み出
し過程を示す図。 １……ストライプドメイン、２……磁壁、３……ドメイ
ン先端部、３′……引き伸ばした後のドメイン先端部、
４……VBL、５……磁壁の中心線上の磁化、６……ドメ
イン内の磁化、７……ドメイン引き伸ばし用導体パター
ン、8,9……ドメイン切断用導体パターン、10,11,12…
…面内磁界印加用導体パターン、13……引き伸ばしたド
メイン先端をダイナミックに動かす磁界を与える導体パ
ターン、14,14′……VBL対と予め先端に存在しているVB
Lがいっしょになった３本のVBL、15,16,17,18,19,20…
…各VBLがHipの印加によって移動する向き、21……VBL
対。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】情報読み出し手段、情報書込み手段、及
   び、情報蓄積手段を有し、かつ、膜面に垂直な方向を磁
   化容易方向とする強磁性体（フェリ磁性体を含む）膜に
   存在するストライプドメインの境界のブロッホ磁壁中に
   作った相隣る２本の垂直ブロッホラインの対をブロッホ
   磁壁内で転送する手段を有し、前記強磁性体の膜内の前
   記ストライプドメインを用いた磁気記憶素子において、
   前記ストライプドメインの先端部の外周磁壁の一部を引
   き伸ばし、この引き伸ばしたストライプドメインの先端
   部に前記ストライプドメインの長手方向に局所的に面内
   磁界を加え、かつ、ほぼ同時に引き伸ばしたストライプ
   ドメインの先端を引き伸ばした向きと逆向きに押した
   後、この局所面内磁界が加わっている領域において、前
   記ストライプドメインを切断することを特徴とする磁気
   記憶素子の読み出し方法。