JPS5824863B2 - 円筒磁区素子 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は、円筒磁区を用いた磁気記憶素子を含む円筒磁
区素子に関するものである。

更に詳しく述べれば面内回転磁場を用いて円筒磁区を転
送する際、面内回転磁場の回転方向の違いにより円筒磁
区の転送の難易が異なる円筒磁区素子に関するものであ
る。

１９６７年に発行されたベルシステム・テクニカル・ジ
ャーナルの第６巻第１９０１ページから第１９２５ペー
ジ（Ｂｅ１ｌ Ｓｙｓｔｅｍ ＴｅｃｈｎｉｃａｌＪ
ｏｕｒｎａ １、Ｖｏｌ、４６、 １９０１〜１９２
５、ｐｐ （１９６７））でＡ、 Ｈ，Ｂｏｂｅｃｋによって円筒
磁区を用いた素子の可能性が発表されて以来、円筒磁区
素子内での円筒磁区の転送はＡ、Ｈ。

Ｂｏｂｅｃｋ等による米国特許第３５４００１９号で述
べられているような軟磁性体薄膜バタンの配列と面内回
転磁場を用いるのが一般的である。

前記米国特許でも判るように円筒磁区転送バタンの形状
は、Ｔ型−Ｔ型で代表されるごとく対称性がよく、面内
磁場の回転方向に応じて、バタン列の並びに対しどちら
の方向へも円筒磁区は同様に転送される。

このような円筒磁区転送パタンを用いた円筒磁区素子の
構成は、ファイルメモリ用として１９７０年にアイ・イ
ー・イー・イー、トランザクションズ・オン・マグネテ
ィクスの第６巻第３号（９月号）の第４４７頁〜第４５
１頁（ＩＥＥＥ Ｔｒａｎｓ。

ＭａｇｎｌＭａｇ −６（Ａ３ ） ｐｐ ４４７〜４
５１（Ｓｅｐｔ１９７０）〕でＰ、 １． Ｂｏｎｙｈ
ａｒｄ等によって発表されたメジャー・マイナー・ルー
プ方式によるのが最も一般的となっている。

当初は円筒磁区保持用磁性材料片として希土類オルソフ
ェライトが用いられていたが、記憶情報密度増大のため
ガーネット材料を用いることが１９７０年に米国特許第
３６４６５２９号にてＡ、 Ｈ，Ｂｏｂｅｃｋによって
提唱された。

ガーネット材料を用いたメジャー・マイナーループ方式
の円筒磁区素子では、円筒磁区の高速転送時では不要な
円筒磁区が素子内に発生し易く、これが素子の誤動作の
原因となる。

これを防ぐために素子の囲りにＴ型やＴ型等のパーマロ
イ薄膜転送バタンよりなるガード・レールを設けること
が例えばＡ、 Ｈ，Ｂｏｂｅｃｋによる米国特許第３８
１０１３２号やＰ−Ｉ 、 Ｂｏｎｙｈａｒｄによる１
９７３年のアイ・イー・イー・イー、トランザクション
ズ・オン・マグネティクスの第９巻第３号第４３３頁か
ら第４３６頁（ＩＥＥＥ Ｔｒａｎｓ。

Ｍａｇｎ、 Ｍａｇ −９（遥３ ） ｐｐ、 ４３３
〜４３６（１９７３））で発表された。

一方、面内回転磁場でアクセスするメジャー・マイナ一
方式の円筒磁区素子では、面内磁場の回転方向を記憶情
報のある位置に応じて逆転することによって、マイナー
・ループ内にある記憶情報を平均的に２倍の速さでアク
セスすることができることが知られている。

このような場合上に述べた従来の転送パタンを用いたガ
ードレールでは、その構成パタンの対称性と円筒磁区の
転送に対する対称性のため、素子作動領域外にある不要
円筒磁区を素子作動領域内に送り込む結果になってしま
いその役目を果すことができなくなってしまう。

また上記引用論文（ＩＥＥＥ Ｔｒａｎｓ−Ｍａｇｎ、
、Ｍａｇ−９（Ａ３ ）ｐｐ ４３３〜４３６ （１９
７３，’等）で扱われてきた従来の円筒磁区転送パタン
を用いた面内回転磁場でアクセスするメジャー・マイナ
一方式の円筒磁区素子では、情報消去用の円筒磁区消去
器は実質的にメジャー・ループの１個所にしか設けられ
てはなく、大量の情報を消去する際は、消去されるべき
全ての円筒磁区が同一の消去器に転送される必要があり
非常に時間的な損失が太きい。

本発明は以上に述べた欠点を除去するための、面内回転
磁場の回転方向に対する円筒磁区の転送方向の正逆に応
じてその任意の一回転方向に対する転送即ち円筒磁区の
一転送方向のみ許す円筒磁区転送パタンを持つ円筒磁区
素子を提供するものである。

本発明による円筒磁区素子は、円筒磁区を保持し得る磁
性材料片（以下単に円筒磁区材料と略記する）と、該円
筒磁区材料中に円筒磁区を安定に存在せしめるためのバ
イアス静磁場発生器を含む磁区回路と、円筒磁区材料中
に円筒磁区を任意に発生させる円筒磁区発生素子を含む
回路および検出する検出素子を含む検出回路と、円筒磁
区転送用の配列された軟磁性パタンと、形状が円筒磁区
転送方向に垂直な鏡映対称面に関し非対称である予め定
められた個数をもつパタン（以下非対称パタンと略記）
と、転送用のパタンを制御して磁化する面内回転磁場制
御手段より構成されている。

次に図面を用いて本発明の詳細な説明する。

第１図は円筒磁区転送パタンの代表例であるＴ型−■型
パタンを用いて本発明の詳細な説明するための図である
。

本発明の場合■型パタン１およびＴ型パタン２，３、は
例えばパーマロイのごとき軟磁性薄膜で作られ円筒磁区
材料薄片の表面に密着状態乃至非磁性層を介した状態で
設けられている。

これらＴ型−Ｉ聖歌磁性体パタンによる円筒磁区の転送
はＡ、 Ｈ，Ｂｏｂｅｃｋ 等による米国特許第３５
４００１９号に詳しく説明されている。

本発明の特徴は従来の転送パタン配列中に非対称パタン
を設けることである。

非対称パタンの例としてはパタンの非対称的位置に磁性
材料または円筒磁区材料中の凹部５や転送パタンの非対
称的位置の一部欠落６が存在するパタンかある。

更に例えば４で示すような転送パタンそのものが非対称
である場合も本発明に含まれることは勿論である。

以下便宜上その存在のために非対称性を生じている部分
を磁気的非均質部分と言うことにする。

このような非対称Ｔ型−■型パタンを用いて円筒磁区を
転送させる際、面内回転磁場ＨＲ９の矢印７１の方向の
回転に対応する円筒磁区転送方向７に対しては円筒磁区
は非常に転送され易く逆回転方向８１に対応する円筒磁
区転送方向８に対しては、円筒磁区は非常に転送され難
い。

一般に磁気的非均質部分は円筒磁区の通過に対し妨げと
なるが、その存在位置の非対称性のため、その阻害の程
度は異なる。

円筒磁区の転送がこのような磁気的非均質部分５または
６で阻害されている場合、円筒磁区は該非均質部分に近
いパタンの磁極の方へ動くのが遠い方へ移動するよりも
、より安定であることは明らかである。

従って円筒磁区は矢印７の方へ転送されるときの方が矢
印８の場合よりも転送のバイアス磁場マージンは広く、
予じめ定められたバイアス磁場範囲では、円筒磁区の転
送方向として矢印８の方向は許されなくなり、円筒磁区
はその部分で消滅する。

以下に具体例を挙げよう。（ＹＥｕＹｂ）ｓ（ＦｅＧａ
）５０１２なる一般組成をもつ混合希土類鉄ガリウムガ
ーネットの円筒磁区材料上に約６０００人のアルミナ膜
を介して厚さ約３０００人基本巾４μｍ、周期３２μｍ
のＴ型−Ｉ型パーマロイ・パタンを設け、第１図ａで示
すごとき非対称位置に、磁気的非均質部分として１μｍ
直径程度のピット状凹部を結晶上に配した場合矢印７の
方向への円筒磁区の転送のバイアス磁場マージンは、非
均質部分のない時に比べ約９０％であり、矢印８の方向
の転送に対しては約１％である。

その差は大変大きい。マージンを制限するのは転送中の
円筒磁区の消滅バイアス磁場値の低下である。

磁気的非均質部分として直径約１．５μｍのパーマロイ
・ドツトを第１図ａの５で示されるごとき位置に設けた
場合、矢印７の方向の円筒磁区の転送のバイアス・マー
ジンは、非均質部分のない場合に比して１００％あるが
、矢印８の方向の円筒磁区転送のバイアスマージンは約
８０％にしか過ぎない。

第１図すに示す磁気的非均質部分６は、円筒磁区転送バ
タンの一部分の切削部である。

直径約２μｍの穴をＴ−バタンの先端より約５μｍ内側
に設けた場合、円筒磁区転送マージンは、矢印７の方向
の転送に対しては１００％、矢印８の方向に対しては約
７０％である。

第１図Ｃの例は、第１図すの例の特別な場合で、バタン
の先端部分が削り落ちている磁気的非均質部分を示して
いる。

いづれの場合でも転送マージンは転送円筒磁区の消滅す
るバイアス磁場値の低下によって制限を受けている。

従って狭い転送マージンの上限より大きく広い転送マー
ジンの上限より小さなバイアス磁場領域では完全に円筒
磁区の一方転送のみ可能となる。

本発明においては、以上述べた原理を用いて、予じめ定
められたバイアス磁場の範囲で、円筒磁区転送方向に垂
直な鏡映対称面に関し非対称な転送バタンを設けること
によって実質的に一方向のみ転送可能な円筒磁区転送パ
タンを提供することができるのである。

次に本発明の実施例を図面を用いて説明しよう１第２図
は本発明の実施例の構成を示す概念図である。

円筒磁区材料２１上に、例えば５ｊＯ２・Ａｌ２Ｏ３な
どの非磁性層２２を介して円筒磁区転送用の軟磁性膜パ
タンの配列（以下転送バタンと略記する）２８を設ける
。

この転送パタンの任意の部分に本発明の特徴である非対
称バタン部分２４を設ける。

非対称バタン部分２４は、転送パタン２３と同時に構成
してもよいのは言うまでもない。

円筒磁区発生器および消去器２５は転送パタン２３と同
時に構成されていて外部の制御回路２５１に相互結合関
係２８にて接続されている。

転送バタン部２３は、円筒磁区駆動用の面内回転磁場発
生手段２６とその制御手段２６１と関連した位置に置か
れている。

更に円筒磁区を安定に存在せしめるためのバイアス静磁
場発生器２７とその制御手段２７１が総合されて本円筒
磁区素子となっている。

第３図は本発明の第１の実施例を説明するだめの図で、
第２図における転送パタンおよびバタンに非対称性を付
与する磁気的非均質部分を特に注目して描き出したもの
である。

Ｔ型−■型の転送バタン配列３１に第１図ａで代表され
る磁気的非均質部分３０が図に示すごとく設けられてい
る。

前述の本発明の原理に基いて、予じめ定められたバイア
ス磁場範囲では円筒磁区駆動用面内磁場の回転方向３３
１に対しては円筒磁区は矢印３３の方向への転送はなさ
れるが、逆方向への転送は非均質部分３０の存在のため
になされない。

同様に面内磁場の逆回転方向３２１に対しては、円筒磁
区の転送方向は矢印３２の方向である。

換言すれば如何なる面内磁場の回転方向に対しても円筒
磁区は矢印３２．３３で表わされた方向へのみ転送され
るのである。

従って、この例で示すバタン列をガードレールとして用
いて、円筒磁区メモリ動作部分を図面中矢印３２．３３
０側に配しておけば、如何なる面内磁場回転方向に対し
てもガードレールとして作動する。

即ち本実施例を用いれば、実質的にアクセス時間を短か
（することのできる正逆回転可能な円筒磁区素子を容易
に実現することが可能となる。

第４図は本発明の第２の実施例を説明するための図で、
ループ状円筒磁区転送バタン４４はＴ型−■型パタン列
４３より構成されている場合について説明する。

磁気的非均質部分４０は第４図で代表される位置にある
場合、予め定められたバイアス磁場の範囲内では、円筒
磁区の転送は矢印４２の方向のみ行われ、逆方向４１で
は円筒磁区は消滅する。

従って、従来のメジャー・マイナーループ構造をもつ円
筒磁区素子のマイナーループ部にこのような非均質部分
のある非対称バタン列を用いれば、全てのマイナールー
プ内にある円筒磁区を消去するには、面内回転磁場を逆
方向に１回転もしくは数回転するだけでよく、その速さ
は従来方式の一度メジャーループに円筒磁区を取り出し
、次々とメジャーループ内で消去する場合に比べ非常に
遠くなる。

またこの消去方法をメジャーループに適用してもよい。

これは本発明を実施したときの肝要な効果の一つである
。

これまで原理の説明および実施例では、転送バタンとし
てはＴ型−Ｉ型パタンについてのみ述べてきたが、Ｙ−
Ｙ型やＹ−Ｉ型およびシャブロン型等の対称性のよいバ
タンであれば、その非対称的位置に磁気的非均質部分を
設けることによってできる非対称バタンを用いて同様の
効果が得られることは勿論である。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の詳細な説明するための図で、１．２，
３，４は円筒磁区転送バタンであり、４はそれ自体に磁
気的非均質部分をもつ非対称バタン、５はバタンに非対
称性を付与するバタン外部にある磁気的非均質部分、６
はバタン内部にある磁気的非均質部分、７および８はそ
れぞれ面内磁場９０回転方向７１および８１に対応する
円筒磁区転送方向を示す矢印である。 第２図は本発明の実施例の構成を示す概念図で、２１は
円筒磁区材料、２２は非磁性層、２３は円筒磁区転送バ
タン、２４は本発明の特徴であるバタンに非対称性を付
与する磁気的非均質部分を示し、２５は円筒磁区発生器
および消去器、２６は面内回転磁場発生手段、２７はバ
イアス磁場発生器、２５１は円筒磁区発生検出回路、２
６１は面内回転磁場制御手段、２７１はバイアス磁場用
磁気回路、２９は主制御回路である。 第３図は本発明の第１の実施例を説明するための図で、
３０はバタンに非対称性を付与する磁気的非均質部分、
３１は円筒磁区転送バタン、３２，３３はそれぞれ面内
磁場回転方向３２１．３３１に対応する円筒磁区転送路
と転送方向を示す矢印である。 第４図は本発明の第２の実施例を説明するための図で、
４０はバタンに非対称性を付与する磁気的非均質部分、
４１は円筒磁区の転送され難い方向を示す矢印、４２は
円筒磁区の転送されやすい方向を示す矢印、４３は転送
バタン列、４４は円筒磁区転送路を示す。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １ 円筒磁区を保持し得る磁性材料と、該磁性材料中に
   円筒磁区な安定に存在せしめる磁気回路と、前記磁性材
   料に円筒磁区な発生せしめる円筒磁区発生回路と、円筒
   磁区を検出する検出回路と、円筒磁区を転送せしめる面
   内回転磁場発生制御手段と、形状が円筒磁区転送方向に
   垂直な鏡映対称面に関し非対称である予め定められた個
   数のバタンよりなる実質的に円筒磁区を一方向へのみ転
   送する転送バタンを含む軟磁性バタン配列をもつ円筒磁
   区転送回路から構成される円筒磁区素子。