JPS59122B2 - バブル磁区材料の層を単結晶基板上に堆積する方法 - Google Patents
バブル磁区材料の層を単結晶基板上に堆積する方法Info
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- JPS59122B2 JPS59122B2 JP53153247A JP15324778A JPS59122B2 JP S59122 B2 JPS59122 B2 JP S59122B2 JP 53153247 A JP53153247 A JP 53153247A JP 15324778 A JP15324778 A JP 15324778A JP S59122 B2 JPS59122 B2 JP S59122B2
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- Crystals, And After-Treatments Of Crystals (AREA)
Description
【発明の詳細な説明】
本発明は、ある量の出発材料を加熱して均質のメルトを
形成し、その後にこのメルトを冷却により過飽和状態に
し、所望の厚さのエピタキシャル層が単結晶基板上に堆
積されるまでの単結晶基板を前記のメルトに接触させる
ことにより、希土類元素一鉄ガーネツトのバブル磁区材
料の層を単結晶基板上に堆積するものである。
形成し、その後にこのメルトを冷却により過飽和状態に
し、所望の厚さのエピタキシャル層が単結晶基板上に堆
積されるまでの単結晶基板を前記のメルトに接触させる
ことにより、希土類元素一鉄ガーネツトのバブル磁区材
料の層を単結晶基板上に堆積するものである。
一般に円柱状のバブル磁区は、ある一軸磁気異方性材料
、特に希土類元素一鉄ガーネツトの比較的肉薄な単結晶
層内に分離された状態で形成され、これら磁区は記憶機
能、論理機能およびデータ転送機能のような、デジタル
プロセツサに必要とする機能を達成するように処理され
る。
、特に希土類元素一鉄ガーネツトの比較的肉薄な単結晶
層内に分離された状態で形成され、これら磁区は記憶機
能、論理機能およびデータ転送機能のような、デジタル
プロセツサに必要とする機能を達成するように処理され
る。
肉薄層の材料はこの肉薄層の面に垂直な一軸磁気異方性
となつている為、磁化の困難軸および容易軸がこの肉薄
層の材料内に生じる。バブル磁区は互いに同様な分離さ
れた体積を占め、これらにおいて強磁性材料の磁気分極
が材料の他の部分の磁気分極に対して反転している。ま
た、磁化領域は層の面に対し垂直に分極するのが好適で
ある。バブル磁区はある条件においても寸法的に安定で
あり、これらの条件が満足されない場合には、磁区は細
長くなるか或いは制御できない程度に圧縮された状態に
なり、最も小さな磁区が消失する（コラプスする〕傾向
を有するようになる。最適な厚さの層においては、バイ
アス磁界により、磁壁エネルギーの密度が安定な特性を
有する強磁性層内に、小さな寸法で所望の安定磁区を維
持する。適当な条件の下では、バブル磁区は安定な位置
および寸法を有する為、これらの磁区は記憶機能を容易
に達成しうる小さな寸法の安定な磁区の場合、大きなピ
ツト密度で記憶を行なうことができる。
となつている為、磁化の困難軸および容易軸がこの肉薄
層の材料内に生じる。バブル磁区は互いに同様な分離さ
れた体積を占め、これらにおいて強磁性材料の磁気分極
が材料の他の部分の磁気分極に対して反転している。ま
た、磁化領域は層の面に対し垂直に分極するのが好適で
ある。バブル磁区はある条件においても寸法的に安定で
あり、これらの条件が満足されない場合には、磁区は細
長くなるか或いは制御できない程度に圧縮された状態に
なり、最も小さな磁区が消失する（コラプスする〕傾向
を有するようになる。最適な厚さの層においては、バイ
アス磁界により、磁壁エネルギーの密度が安定な特性を
有する強磁性層内に、小さな寸法で所望の安定磁区を維
持する。適当な条件の下では、バブル磁区は安定な位置
および寸法を有する為、これらの磁区は記憶機能を容易
に達成しうる小さな寸法の安定な磁区の場合、大きなピ
ツト密度で記憶を行なうことができる。
データビツトの転送のような他の機能は、例えば、磁区
を第１位置から第２位置に移動させるか、或いは例えば
適当に配置した磁気ループを附勢するか、或いは回転磁
界を発生させることにより行なうことができる。このよ
うにして、例えばシフトレジスタやデジタル論理用の他
の装置を得ることができる。バブル磁区装置はしばしば
、多数の各別のバブル磁区チツプが結合して一個のモジ
ユールを形成し、これらのチツプが同じバイアス磁界に
よつて安定化されるように構成されている。
を第１位置から第２位置に移動させるか、或いは例えば
適当に配置した磁気ループを附勢するか、或いは回転磁
界を発生させることにより行なうことができる。このよ
うにして、例えばシフトレジスタやデジタル論理用の他
の装置を得ることができる。バブル磁区装置はしばしば
、多数の各別のバブル磁区チツプが結合して一個のモジ
ユールを形成し、これらのチツプが同じバイアス磁界に
よつて安定化されるように構成されている。
バブル磁区層を特徴づける磁気パラメータのうち、最も
臨界的なものはコラプス磁界Ｈ。
臨界的なものはコラプス磁界Ｈ。
である。この磁界はバブル磁区が消失する磁界である。
バブル磁区チツプの動作マージンはＨ。に直接関係する
。従つて、ＨＯはバブル磁区装置の１つのモジユール内
のすべてのチツプに対し狭い範囲内で同じとする必要が
ある。しかし、現在まではＨ。の再現性に大きな問題が
あつた。例えば、４ミクロンバブル磁区に対する一般の
バブル磁区材料は通常コラプス磁界Ｈ。＝１２０±５（
０ｅ）を有するように成長される。このＨ。の広がりは
許容できず、ＨＯを標準値に制御する必要があり、この
制御は成長層を多かれ少なかれ腐食処理することにより
行なわれている（Ｊ．ＥｌｅｃｔｒＯｎｉｃｓＭａｔｅ
一Ｒｉａｌｓ，Ａ，７５７（１９７５）参照）。この腐
食処理が行なわれないと、動作マージンがオーバーラツ
プしているチツプを多チツプモジユールに組合せるのが
極めて困難で高価な選択仕事となる。単一チツプのモジ
ユールにおいても、ＨＯの標準値を用いるのが常識的で
ある。その理由は、この場合、各モンジユールに対する
バイアス磁界の制限が個別的に不必要となる為である。
バブル磁区層の成長における再現性の欠乏は、層の成長
温度を充分に正確に制御できず、コラプス磁界Ｈ。
バブル磁区チツプの動作マージンはＨ。に直接関係する
。従つて、ＨＯはバブル磁区装置の１つのモジユール内
のすべてのチツプに対し狭い範囲内で同じとする必要が
ある。しかし、現在まではＨ。の再現性に大きな問題が
あつた。例えば、４ミクロンバブル磁区に対する一般の
バブル磁区材料は通常コラプス磁界Ｈ。＝１２０±５（
０ｅ）を有するように成長される。このＨ。の広がりは
許容できず、ＨＯを標準値に制御する必要があり、この
制御は成長層を多かれ少なかれ腐食処理することにより
行なわれている（Ｊ．ＥｌｅｃｔｒＯｎｉｃｓＭａｔｅ
一Ｒｉａｌｓ，Ａ，７５７（１９７５）参照）。この腐
食処理が行なわれないと、動作マージンがオーバーラツ
プしているチツプを多チツプモジユールに組合せるのが
極めて困難で高価な選択仕事となる。単一チツプのモジ
ユールにおいても、ＨＯの標準値を用いるのが常識的で
ある。その理由は、この場合、各モンジユールに対する
バイアス磁界の制限が個別的に不必要となる為である。
バブル磁区層の成長における再現性の欠乏は、層の成長
温度を充分に正確に制御できず、コラプス磁界Ｈ。
が成長温度に依存するという事実の為に生じる。このこ
とは、バブル磁区直径の目安となる減磁状態の（ストリ
ツプ）磁区幅についても言える。従つて、エピタキシャ
ル成長処理中基板を種々の速度で回転させ、時間に対す
る温度の相違を補正する実験が成された（Ｍａｔ．Ｒｅ
ｓ．Ｂｕｌ．ｌＯ，８Ｏ７（１９７５）参照）。しかし
、この方法は組成が回転速度に殆んど依存しない層の成
長には用いることができない。更に、この方法の場合、
装置に極めてきびしい条件を課している。その理由は、
０．５℃の成長温度の変動によつてもＨ。を２％も変化
せしめてしまう為である。本発明の目的は、成長持続時
間を同一に維持した場合、成長温度の変動に対するコラ
プス磁界ＨＯの感度を零、或いはほぼ零に減少せしめた
結果物を得るようにした前述した方法（パルプ磁区層を
基板上に堆ける方法）を提供せんとすみこある。
とは、バブル磁区直径の目安となる減磁状態の（ストリ
ツプ）磁区幅についても言える。従つて、エピタキシャ
ル成長処理中基板を種々の速度で回転させ、時間に対す
る温度の相違を補正する実験が成された（Ｍａｔ．Ｒｅ
ｓ．Ｂｕｌ．ｌＯ，８Ｏ７（１９７５）参照）。しかし
、この方法は組成が回転速度に殆んど依存しない層の成
長には用いることができない。更に、この方法の場合、
装置に極めてきびしい条件を課している。その理由は、
０．５℃の成長温度の変動によつてもＨ。を２％も変化
せしめてしまう為である。本発明の目的は、成長持続時
間を同一に維持した場合、成長温度の変動に対するコラ
プス磁界ＨＯの感度を零、或いはほぼ零に減少せしめた
結果物を得るようにした前述した方法（パルプ磁区層を
基板上に堆ける方法）を提供せんとすみこある。
雫−―卦：＝ブリ：１；；により過飽和状態にし、所望
の厚さのエピタキシャル層が単結晶基板上に堆積される
までこの単結晶基板を前述のメルトに接触させることに
より、希土類元素一鉄ガーネツトのバブル磁区材料の層
を単結晶基板上に堆積するに当り、出発材料を、鉄イオ
ンが２種類の非磁性イオンによつて部分的に置換された
原子式によつて表わされるエピタキシャル層を形成する
出発材料とし、４πＭ８が材料の飽和磁化を示し、 Ｔが、エピタキシャル層が基板上に堆積されｇ ゝる温
度を示し、 ＨＯがバブル磁区のコラプス磁界を示すものとして、前
記の非磁性イオンの一方の種類は、これのみで置換した
とすると、６ ゛ ０ を有する材料を生ぜしめるものとし、前記の非磁性イオ
ンの他方の種類は、これのみで置換したとすると、６
口 を有する材料を生せしめるものとし、前述の２種類の非
磁性イオンの量間の原子比を、が零或いはほぼ零になる
ように選択することを特徴とする。
の厚さのエピタキシャル層が単結晶基板上に堆積される
までこの単結晶基板を前述のメルトに接触させることに
より、希土類元素一鉄ガーネツトのバブル磁区材料の層
を単結晶基板上に堆積するに当り、出発材料を、鉄イオ
ンが２種類の非磁性イオンによつて部分的に置換された
原子式によつて表わされるエピタキシャル層を形成する
出発材料とし、４πＭ８が材料の飽和磁化を示し、 Ｔが、エピタキシャル層が基板上に堆積されｇ ゝる温
度を示し、 ＨＯがバブル磁区のコラプス磁界を示すものとして、前
記の非磁性イオンの一方の種類は、これのみで置換した
とすると、６ ゛ ０ を有する材料を生ぜしめるものとし、前記の非磁性イオ
ンの他方の種類は、これのみで置換したとすると、６
口 を有する材料を生せしめるものとし、前述の２種類の非
磁性イオンの量間の原子比を、が零或いはほぼ零になる
ように選択することを特徴とする。
コラプス磁界Ｈ。
を成長温度に依存しないようにすることにより、原理的
に、コラプス磁界Ｈ。の広がりが従来の方法で成長させ
た一連のバブル磁区層の広がりよりも著しく小さくなる
ように、一連のバブル磁区層のすべてを順次に成長させ
ることができる。実際的に有効なバブル磁区材料に対し
ては、成長温度Ｔ，に対するコラプス磁界の温度依存性
は次式により極めて良好に近似して表わされる。
に、コラプス磁界Ｈ。の広がりが従来の方法で成長させ
た一連のバブル磁区層の広がりよりも著しく小さくなる
ように、一連のバブル磁区層のすべてを順次に成長させ
ることができる。実際的に有効なバブル磁区材料に対し
ては、成長温度Ｔ，に対するコラプス磁界の温度依存性
は次式により極めて良好に近似して表わされる。
６Ｕ６
ここにｈは層の厚さでめり、Ｋｕは一軸磁気異方性を表
わし、αおよびβは層の厚さｈに対する材料長１ｍａｔ
ｅｒｉａ１１ｅｎｇｔｈ゛ｌの比に依存する正のパラメ
ータである。
わし、αおよびβは層の厚さｈに対する材料長１ｍａｔ
ｅｒｉａ１１ｅｎｇｔｈ゛ｌの比に依存する正のパラメ
ータである。
その他の量はほぼ一定であ１ｄＨｄ４πＭる為、−ー」
を最小にするには ｇを調整ＨｄＴｄＴＯｇｇする
必要がある。
を最小にするには ｇを調整ＨｄＴｄＴＯｇｇする
必要がある。
本発明によれば、バブル磁区ガーネツト層において、鉄
イオンの代りに２種類の非磁性イオンを置換させ、一方
の種類の非磁性イオン自体によりＤ４πＭ−ー一」〈０
とし、他方の種類の非磁性イオンにＤＴｇ ｄ４πＭ８〉０とする。
イオンの代りに２種類の非磁性イオンを置換させ、一方
の種類の非磁性イオン自体によりＤ４πＭ−ー一」〈０
とし、他方の種類の非磁性イオンにＤＴｇ ｄ４πＭ８〉０とする。
より ８
ｄＴ
ｇ
これら２種類の非磁性イオンを混合することに１ｄＨｄ
４πＭより、−」を最小にするのに必要な一』 ＨｄＴｄＴＯｇｇ の値をいかなる値にも調整しうるようになる。
４πＭより、−」を最小にするのに必要な一』 ＨｄＴｄＴＯｇｇ の値をいかなる値にも調整しうるようになる。
本発明の好適例においては、ＭｅおよびＭｅがそれぞれ
四価および三価の非磁性イオンを示し、Ｍｅｉが電荷補
償イオンを示し、ＺＡが原子番号３９および５７〜７１
を有する元素の群から選択したものを示し、ｉがＭｅｉ
イオンの原子価を示すものとして、エピタキシャル層を
式：・１１−１Ｌ１１１Ｄ−八 で表わされる組成とし、 とする。
四価および三価の非磁性イオンを示し、Ｍｅｉが電荷補
償イオンを示し、ＺＡが原子番号３９および５７〜７１
を有する元素の群から選択したものを示し、ｉがＭｅｉ
イオンの原子価を示すものとして、エピタキシャル層を
式：・１１−１Ｌ１１１Ｄ−八 で表わされる組成とし、 とする。
本発明が導き出された研究中、＋３の電荷を有する非磁
性イオンによる置換を行なうことによりＤ４πＭ−』を
負の値にし、＋４の電荷を有する非磁ＤＴｇ ｄ４πＭ 性イオンによる置換を行なうことにより−ΣＤＴｇ を正の値にするということを確かめた。
性イオンによる置換を行なうことによりＤ４πＭ−』を
負の値にし、＋４の電荷を有する非磁ＤＴｇ ｄ４πＭ 性イオンによる置換を行なうことにより−ΣＤＴｇ を正の値にするということを確かめた。
本発明の範囲内で適した三価のイオンは特にＧａ３＋お
よびＡｌ３＋であり、四価のイオンは特にＧｅ４＋およ
びＳｉ４＋である。
よびＡｌ３＋であり、四価のイオンは特にＧｅ４＋およ
びＳｉ４＋である。
後者の場合には、電荷補償イオンは例えばＣａ２＋或い
はＳｒ２＋である。本発明は、本発明の方法を用いて単
結晶基板上にエピタキシャル堆積した希土類元素一鉄ガ
ーネツトのバブル磁区材料の層を有するバブル磁区処理
装置にも関するものである。図面につき本発明を説明す
る。
はＳｒ２＋である。本発明は、本発明の方法を用いて単
結晶基板上にエピタキシャル堆積した希土類元素一鉄ガ
ーネツトのバブル磁区材料の層を有するバブル磁区処理
装置にも関するものである。図面につき本発明を説明す
る。
第１図は、基板層１と、磁区の能動記憶および転送用の
層２とを示し、これらの層は共通界面３を有し、また各
層は後に記載する相関関係および特定の性質を有してい
る。
層２とを示し、これらの層は共通界面３を有し、また各
層は後に記載する相関関係および特定の性質を有してい
る。
層２は界面３と反対側に最土側表面４を有する。磁区を
記憶および転送する層２は一般にデジタル論理に対する
種々の作動の各々が行われる位置であり、これらの作動
は種々の特許明細書や他の技術文献に明瞭に記載されて
いる。例えば゛ＢｅＩｌＳｙｓｔｅｍＴｅｃｈｎｉｃａ
ｌＪＯｕｒｎａＦ′ＸＬＶＩ，Ａ６．８，ｐｐ．ｌ９Ｏ
ｌ〜１９２５（１９６７年）の項″ＰｒＯｐｅｒｔｉｅ
ｓａｎｄＤｅｖｉｃｅＡｐｐｌｉｃａｔｉＯｎｓＯｆＭ
ａｇｎｅｔｉＯＤＯｍａｉｎｓｉｎＯｒｔｈＯ−Ｆｅｒ
ｒｉｔｅｓ”を参考しうる。第１図には、簡単な形態の
代表的な装置の一部を示し、この装置は磁区の記憶およ
び転送用の層２と、磁区を発生、転送および走査する数
個の通常の素子とを有する。
記憶および転送する層２は一般にデジタル論理に対する
種々の作動の各々が行われる位置であり、これらの作動
は種々の特許明細書や他の技術文献に明瞭に記載されて
いる。例えば゛ＢｅＩｌＳｙｓｔｅｍＴｅｃｈｎｉｃａ
ｌＪＯｕｒｎａＦ′ＸＬＶＩ，Ａ６．８，ｐｐ．ｌ９Ｏ
ｌ〜１９２５（１９６７年）の項″ＰｒＯｐｅｒｔｉｅ
ｓａｎｄＤｅｖｉｃｅＡｐｐｌｉｃａｔｉＯｎｓＯｆＭ
ａｇｎｅｔｉＯＤＯｍａｉｎｓｉｎＯｒｔｈＯ−Ｆｅｒ
ｒｉｔｅｓ”を参考しうる。第１図には、簡単な形態の
代表的な装置の一部を示し、この装置は磁区の記憶およ
び転送用の層２と、磁区を発生、転送および走査する数
個の通常の素子とを有する。
またこの第１図は、本発明による磁気材料の層２を用い
、この層２の磁化容易軸を表面４に垂直としたメジヤー
マイナループ構成を有するバブル磁区装置５を示すもの
とする。層２の通常の磁化状態をマイナス符号（へ）、
例えばマイナス符号１１で示し、このマイナス符号によ
り表面４に向う磁束線を示す。これと逆方向に向う磁区
内の磁束線はプラス符号（ト）、例えばプラス符号６で
示す。バイアス磁界は通常のようにして、例えば２層構
造体を囲む通常のコイル（図示せず）を用いることによ
り、或いは通常のようにして配置した永久磁石を用いる
ことにより得る。
、この層２の磁化容易軸を表面４に垂直としたメジヤー
マイナループ構成を有するバブル磁区装置５を示すもの
とする。層２の通常の磁化状態をマイナス符号（へ）、
例えばマイナス符号１１で示し、このマイナス符号によ
り表面４に向う磁束線を示す。これと逆方向に向う磁区
内の磁束線はプラス符号（ト）、例えばプラス符号６で
示す。バイアス磁界は通常のようにして、例えば２層構
造体を囲む通常のコイル（図示せず）を用いることによ
り、或いは通常のようにして配置した永久磁石を用いる
ことにより得る。
バブル磁区、例えば十符号６で示すバブル磁区の転送は
、７で示す磁界源により生じる面内回転磁界による影響
の下で軟質磁気材料のパターンによつて規定される。
、７で示す磁界源により生じる面内回転磁界による影響
の下で軟質磁気材料のパターンによつて規定される。
この回転磁界は例えば時計の針の回転方向に回転し、ま
た詳細に図示していない軟質磁気材料は例えばＴおよび
Ｉ字状の薄片を以つて構成できる。第１図には、水平の
情報ループ（マイナループ）、例えばループ８と、垂直
のループ９とを示し、装置５の構成を説明する。１０は
垂直ループ（メジヤーループ）９に結合した書込み一読
出し回路を示す。
た詳細に図示していない軟質磁気材料は例えばＴおよび
Ｉ字状の薄片を以つて構成できる。第１図には、水平の
情報ループ（マイナループ）、例えばループ８と、垂直
のループ９とを示し、装置５の構成を説明する。１０は
垂直ループ（メジヤーループ）９に結合した書込み一読
出し回路を示す。
本発明は層２（厚さく１０μｍ）の成長に用いる。
層２の組成は一般に、ガーネツト（ざくろ石）型構造を
有する磁気酸化物（ＲＥ）３（Ｆｅ）５０１２から選択
し、或いは特にＹ３Ｆｅ５Ｏｌ２とする。ＹＩＧとして
既知のこのイツトリウム一鉄ガーネツトは３種類の格子
位置を有している。その理由はこのガーネツトはとして
示される為である。
有する磁気酸化物（ＲＥ）３（Ｆｅ）５０１２から選択
し、或いは特にＹ３Ｆｅ５Ｏｌ２とする。ＹＩＧとして
既知のこのイツトリウム一鉄ガーネツトは３種類の格子
位置を有している。その理由はこのガーネツトはとして
示される為である。
ここに、｛ ｝は１２面体位置を示し、
〔 〕は８面体位置を示し、
（ ）は４面体位置を示す。
飽和磁化４πＭ８は、いくらかの鉄イオンを非磁性イオ
ン置換することにより所望の値に調整する。
ン置換することにより所望の値に調整する。
この非磁性イオンへの置換は特に結晶格子における４面
体位で生じるようにすることが重要である。これらの磁
非性イオンは原理的にＡｌ３＋，Ｇａ３＋或いはＳｉ４
＋，Ｇｅ４＋とすることができる。しかし、Ａｌ３＋，
Ｇａ３＋は面体位置においても部分的に置換する。また
、Ｓｉ４＋，Ｇｅ４＋は、電荷補償の為に、例えば同じ
数のＣａ２＋イオンおよびＳｒ２＋イオンの双方或いは
いずれか一方と組合せる必要があり、後者のＳｒ２＋イ
オンは１２面体位置で置換する。これらのイオンは４面
体位置に対してＡｌ３＋或いはＧａ３＋よりも著しく大
きな優先度を有し、これによりキユ一り一温度が高くな
る。安定なバブルを保持しうるようにする為には、層の
磁気分極が１つの特定の磁化容易軸、すなわち層の面に
垂直な軸を有するようにする必要がある。
体位で生じるようにすることが重要である。これらの磁
非性イオンは原理的にＡｌ３＋，Ｇａ３＋或いはＳｉ４
＋，Ｇｅ４＋とすることができる。しかし、Ａｌ３＋，
Ｇａ３＋は面体位置においても部分的に置換する。また
、Ｓｉ４＋，Ｇｅ４＋は、電荷補償の為に、例えば同じ
数のＣａ２＋イオンおよびＳｒ２＋イオンの双方或いは
いずれか一方と組合せる必要があり、後者のＳｒ２＋イ
オンは１２面体位置で置換する。これらのイオンは４面
体位置に対してＡｌ３＋或いはＧａ３＋よりも著しく大
きな優先度を有し、これによりキユ一り一温度が高くな
る。安定なバブルを保持しうるようにする為には、層の
磁気分極が１つの特定の磁化容易軸、すなわち層の面に
垂直な軸を有するようにする必要がある。
この目的の為には、通常、成長誘導一軸磁気異方性が生
じるように材料を変更する。この変更はある種の希土類
金属イオン、特にＳｍ或いはＥｕを１２面体位置で置換
させることにより行なう。この置換はＳｍ或いはＥｕの
イオン半径と著しく相違するイオン半径を有する希土類
金属イオンと組合せてこの置換を行なうことにより一層
有効なものとなる。この目的に好適なイオンは、例えば
Ｔｍ，ＹｂおよびＬｕのような減衰パラメータの値が低
いイオンである。成長誘導磁気異方性を得るのに用いる
イオンのうちのいくらかは磁性イオンであるが、これら
の室温での磁性影響力は小さい為、この磁性影響力は通
常飽和磁化を調整する際には無視しうる。
じるように材料を変更する。この変更はある種の希土類
金属イオン、特にＳｍ或いはＥｕを１２面体位置で置換
させることにより行なう。この置換はＳｍ或いはＥｕの
イオン半径と著しく相違するイオン半径を有する希土類
金属イオンと組合せてこの置換を行なうことにより一層
有効なものとなる。この目的に好適なイオンは、例えば
Ｔｍ，ＹｂおよびＬｕのような減衰パラメータの値が低
いイオンである。成長誘導磁気異方性を得るのに用いる
イオンのうちのいくらかは磁性イオンであるが、これら
の室温での磁性影響力は小さい為、この磁性影響力は通
常飽和磁化を調整する際には無視しうる。
従つて、磁化と異方性とは、これらの機構が全く異なる
為に互いに独立して調整しうる。これが為、Ｄ４πＭ８
なる調整可能度が得られ、主に嶽気異方ＤＴ ｇ 性を調整する作用をする希土類イオンを考慮する必要が
ない。
為に互いに独立して調整しうる。これが為、Ｄ４πＭ８
なる調整可能度が得られ、主に嶽気異方ＤＴ ｇ 性を調整する作用をする希土類イオンを考慮する必要が
ない。
ただ、どのおよびどのくらいの非磁性イオンによつて鉄
が置換されるかが重要なだけである。本発明は、バブル
磁区分野で磁気ガーネツト層を成長させるＬＰＥ（液相
エピタキシャル成長）処理等に重要である。
が置換されるかが重要なだけである。本発明は、バブル
磁区分野で磁気ガーネツト層を成長させるＬＰＥ（液相
エピタキシャル成長）処理等に重要である。
これらの肉薄層は、ガドリニウムガリウムガーネツト（
ＧＧＧ）が一般に用いられている基板上に成長される。
しかし、他の基板も用いることができ、この場合には格
子パラメータに適合させる為に肉薄層の組成をわずかに
異なるものとする。この場合でも本発明の原理、すなわ
ち（ｄ／ＤＴ８）４πＭ８の調整により一（ｄ／ＤＴ，
）ＨＯを制御する原理を適用しうる。ＨＬＰＥ処理は、
成長さすべき（好適には酸化物の形態で成長すべき）磁
気層の成分をフラツクス内に溶融させた溶液を用いる。
ＧＧＧ）が一般に用いられている基板上に成長される。
しかし、他の基板も用いることができ、この場合には格
子パラメータに適合させる為に肉薄層の組成をわずかに
異なるものとする。この場合でも本発明の原理、すなわ
ち（ｄ／ＤＴ８）４πＭ８の調整により一（ｄ／ＤＴ，
）ＨＯを制御する原理を適用しうる。ＨＬＰＥ処理は、
成長さすべき（好適には酸化物の形態で成長すべき）磁
気層の成分をフラツクス内に溶融させた溶液を用いる。
フラツクスは、酸化鉛（ＰｂＯ】弗化鉛（ＰｂＦ２）．
酸化ビスマス（Ｂｌ２Ｏ３）、酸化硼素（Ｂ２Ｏ３）の
ような成分の融解混合物である。フラツクスとしては、
酸化鉛（ＰｂＯ）と、酸化硼素（Ｂ２Ｏ３）とを約５０
：１の重量比で、すなわち約１５：１のモル比で組合せ
たものが一般に好※により表わされる組成を有するバブ
ル磁区材料を後の表１に示すメルトから成長させた。こ
の場合前述した成長処理を行なつた。表１における量は
モル％である。後の表は表１に記載したメルトから成長
させ炙適である。
酸化ビスマス（Ｂｌ２Ｏ３）、酸化硼素（Ｂ２Ｏ３）の
ような成分の融解混合物である。フラツクスとしては、
酸化鉛（ＰｂＯ）と、酸化硼素（Ｂ２Ｏ３）とを約５０
：１の重量比で、すなわち約１５：１のモル比で組合せ
たものが一般に好※により表わされる組成を有するバブ
ル磁区材料を後の表１に示すメルトから成長させた。こ
の場合前述した成長処理を行なつた。表１における量は
モル％である。後の表は表１に記載したメルトから成長
させ炙適である。
成長は、前記の溶液（メルト）の飽和温度よりも低い温
度にあるこの溶液内に非磁性基板を導入することにより
行なう。
度にあるこの溶液内に非磁性基板を導入することにより
行なう。
適正な成長条件を選択することにより、ガーネツト構造
の所望材料が基板上に晶出される。また成長はテイツピ
ング処理（Ａｐｐｌ．Ｐｈｙｓ．Ｌｅｔｔｅｒｓ，Ｕ８
，８９（１９７１）参照）或いは一定の温度での過冷却
メルト内へのディツピング処理（Ａｐｐｌ．Ｐｈｙｓ．
Ｌｅｔｔｅｒｓ，ｌ９，４８６（１９７１）参照）を用
いることにより行なうことができる。このデイツピング
処理は、現在バブル磁区分野の磁気ガーネツト層の製造
に一般に用いられている処理である。
の所望材料が基板上に晶出される。また成長はテイツピ
ング処理（Ａｐｐｌ．Ｐｈｙｓ．Ｌｅｔｔｅｒｓ，Ｕ８
，８９（１９７１）参照）或いは一定の温度での過冷却
メルト内へのディツピング処理（Ａｐｐｌ．Ｐｈｙｓ．
Ｌｅｔｔｅｒｓ，ｌ９，４８６（１９７１）参照）を用
いることにより行なうことができる。このデイツピング
処理は、現在バブル磁区分野の磁気ガーネツト層の製造
に一般に用いられている処理である。
この処理では、基板をその表面を水平にしてメルト内に
数分間浸漬させる。この浸漬中、基板は約１２０ｒ．ｐ
．ｍの速度で時計の針の回転方向およびその逆の方向で
交互に回転させる（この回転方向は例えば５回転毎に切
換える）。この浸漬後、高速回転（〉５００ｒ．ｐ．ｍ
）により基板からメルトを振り切る。実施例 １〜６ミクロンのバブル磁区直径を有し、一般式： ＹＭｅｘＭｅｙ）０１２ たバブル磁区の特性、すなわちメルトにおける非磁性イ
オンの原子比と、成長された層の飽和磁化４πＭ８の測
定値（ガウス）と、ストリツプ磁区幅（これはバブル磁
区直径にほぼ等しい）Ｂ（μｍ）と、成長温度Ｔ８に対
するコラプス磁界Ｈ。
数分間浸漬させる。この浸漬中、基板は約１２０ｒ．ｐ
．ｍの速度で時計の針の回転方向およびその逆の方向で
交互に回転させる（この回転方向は例えば５回転毎に切
換える）。この浸漬後、高速回転（〉５００ｒ．ｐ．ｍ
）により基板からメルトを振り切る。実施例 １〜６ミクロンのバブル磁区直径を有し、一般式： ＹＭｅｘＭｅｙ）０１２ たバブル磁区の特性、すなわちメルトにおける非磁性イ
オンの原子比と、成長された層の飽和磁化４πＭ８の測
定値（ガウス）と、ストリツプ磁区幅（これはバブル磁
区直径にほぼ等しい）Ｂ（μｍ）と、成長温度Ｔ８に対
するコラプス磁界Ｈ。
の温度依存性を関連のメルトにつきプロツトした図の番
号とこれらの図から得られた最適成長温度Ｔ。，ＣＣ）
と、これらの最適成長温度で生じる過冷却度ΔＴｓＣＯ
とを示す。第２〜８図から明らかなように、本発明によ
れば、ＨＯの値を従来可能であつた場合よりも良好に再
現しうるようになる。
号とこれらの図から得られた最適成長温度Ｔ。，ＣＣ）
と、これらの最適成長温度で生じる過冷却度ΔＴｓＣＯ
とを示す。第２〜８図から明らかなように、本発明によ
れば、ＨＯの値を従来可能であつた場合よりも良好に再
現しうるようになる。
例えば、組成：
Ｙ３？Ｘｊｙ？ＺＳｍｙＬＵＺＦｅ５−ＸＣ−ＥＸＯｌ
２の４μｍバブル磁区材料を成長させる場合、４％のコ
ラプス磁界Ｈ。
２の４μｍバブル磁区材料を成長させる場合、４％のコ
ラプス磁界Ｈ。
の変化が従来の文献では通常であると考えられていた。
しかし、第２〜８図から明らかなように、本発明によれ
ば成長温度が例えば５℃変化してもＨ。の値は１％より
も多く変化しない。
しかし、第２〜８図から明らかなように、本発明によれ
ば成長温度が例えば５℃変化してもＨ。の値は１％より
も多く変化しない。
第１図は動作が肉薄希土類元素一鉄ガーネツト層内での
バブル磁区の発生および転送に依存する装置を示す斜視
図、第２〜８図は本発明の範囲内で成長させた種々のバ
ブル磁区材料の成長温度Ｔｇに対するコラプス磁界Ｈ。 の温度依存性のグラフを示す図である。１・・・・・・
基板層、２・・・・・・磁気材料層、３・・・・・・界
面、４・・・・・・最上側表面、５・・・・・・バブル
磁区装置、７・・・・・・磁界源、８・・・・・・水平
ループ（マイナループ）、９・・・・・・垂直ループ（
メジヤーループ）、１０・・・・・・書込み一読出し回
路。
バブル磁区の発生および転送に依存する装置を示す斜視
図、第２〜８図は本発明の範囲内で成長させた種々のバ
ブル磁区材料の成長温度Ｔｇに対するコラプス磁界Ｈ。 の温度依存性のグラフを示す図である。１・・・・・・
基板層、２・・・・・・磁気材料層、３・・・・・・界
面、４・・・・・・最上側表面、５・・・・・・バブル
磁区装置、７・・・・・・磁界源、８・・・・・・水平
ループ（マイナループ）、９・・・・・・垂直ループ（
メジヤーループ）、１０・・・・・・書込み一読出し回
路。
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 １ ある量の出発材料を加熱して均質のメルトを形成し
、その後にこのメルトを冷却により過飽和状態にし、所
望の厚さのエビタキシアル層が単結晶基板上に堆積され
るまでこの単結晶基板を前記のメルトに接触させること
により、希土類元素−鉄ガーネットのバブル磁区材料の
層を単結晶基板上に堆積するに当り、出発材料を、鉄イ
オンが２種類の非磁性イオンによつて部分的に置換され
た原子式によつて表わされるエピタキシアル層を形成す
る出発材料とし、４πＭｓが材料の飽和磁化を示し、 Ｔｇが、エピタキシアル層が基板上に堆積される温度を
示し、Ｈｏがバブル磁区のコラプス磁界を示すものとし
て、前記の非磁性イオンの一方の種類は、これのみで置
換したとすると、（ｄ／ｄＴｇ）４πＭｓ＜０ を有する材料を生ぜしめるものとし、前記の非磁性イオ
ンの他方の種類は、これのみで置換したとすると、（ｄ
／ｄＴｇ）４πＭｓ＞０ を有する材料を生ぜしめるものとし、前記の２種類の非
磁性イオンの量間の原子比を、１／Ｈｏ（ｄ／ｄＴｇ）
Ｈｏ が零或いはほぼ零になるように選択することを特徴とす
るバブル磁区材料の層を単結晶基板上に堆積する方法。 ２ 特許請求の範囲１記載のバブル磁区材料の層を単結
晶基板上に堆積する方法において、Ｍｅ＾IVおよびＭｅ
＾IIIがそれぞれ電荷＋４および＋３を有する非磁性イ
オンを示し、Ｍｅ＾ｉが電荷補償イオンを示し、 ＺＡが原子番号３９および５７〜７１を有する元素の群
から選択したものを示し、ｉがＭｅ＾ｉイオンの原子価
を示すものとして、エピタキシアル層を式：▲数式、化
学式、表等があります▼ で表わされる組成とし、 ０．２≦ｘ≦０．８；０＜ｙ≦０．８および０．４≦ｘ
／（ｘ−ｙ）＜１．０とすることを特徴とするバブル磁
区材料の層を単結晶基板上に堆積する方法。 ３ 特許請求の範囲２記載のバブル磁区材料の層を単結
晶基板上に堆積する方法において、Ｍｅ＾IIIをＧａ＾
３＾＋およびＡｌ＾３＾＋の双方或いはいずれか一方と
し、Ｍｅ＾IVをＧｅ＾４＾＋およびＳｉ＾４＾＋の双方
或いはいずれか一方とし、Ｍｅ＾ｉをＣａ＾２＾＋およ
びＳｒ＾２＾＋の双方或いはいずれか一方とすることを
特徴とするバブル磁区材料の層を単結晶基板上に堆積す
る方法。
Applications Claiming Priority (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| NL000007713759 | 1977-12-13 | ||
| NL7713759A NL7713759A (nl) | 1977-12-13 | 1977-12-13 | Magnetisch beldomein materiaal en inrichting voor het voortbewegen van magnetische beldomei- nen waarvan een dergelijk materiaal deel uit- maakt. |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS5489300A JPS5489300A (en) | 1979-07-16 |
| JPS59122B2 true JPS59122B2 (ja) | 1984-01-05 |
Family
ID=19829741
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP53153247A Expired JPS59122B2 (ja) | 1977-12-13 | 1978-12-13 | バブル磁区材料の層を単結晶基板上に堆積する方法 |
Country Status (6)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US4239805A (ja) |
| JP (1) | JPS59122B2 (ja) |
| DE (1) | DE2853562A1 (ja) |
| FR (1) | FR2412152B1 (ja) |
| GB (1) | GB2009730B (ja) |
| NL (1) | NL7713759A (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS61115544U (ja) * | 1984-12-28 | 1986-07-21 |
Families Citing this family (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS5933963B2 (ja) * | 1980-06-27 | 1984-08-20 | 株式会社日立製作所 | 磁気バブル用磁性ガ−ネット膜 |
| JPS57128911A (en) * | 1981-02-04 | 1982-08-10 | Fujitsu Ltd | Magnetic film for magnetic bubble memory |
| US4584237A (en) * | 1983-04-04 | 1986-04-22 | Litton Systems, Inc. | Multilayer magneto-optic device |
| US4520460A (en) * | 1983-08-15 | 1985-05-28 | Allied Corporation | Temperature stable magnetic bubble compositions |
| US5021302A (en) * | 1986-08-15 | 1991-06-04 | At&T Bell Laboratories | Bismuth-iron garnets with large growth-induced magnetic anisotropy |
Family Cites Families (8)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US3486937A (en) * | 1967-03-24 | 1969-12-30 | Perkin Elmer Corp | Method of growing a single crystal film of a ferrimagnetic material |
| US3759745A (en) * | 1971-07-14 | 1973-09-18 | Bell Telephone Labor Inc | Hydrogen annealing of substituted magnetic garnets and materials so produced |
| DE2252715C3 (de) * | 1972-10-27 | 1980-04-30 | Philips Patentverwaltung Gmbh, 2000 Hamburg | Optisch transparente Einkristallscheibe aus substituiertem Eisen-Granat und Verfahren zu ihrer Herstellung |
| US3886533A (en) * | 1973-07-20 | 1975-05-27 | Bell Telephone Labor Inc | Magnetic devices utilizing garnet epitaxial material |
| JPS5327479B2 (ja) * | 1973-11-21 | 1978-08-08 | ||
| US3946372A (en) * | 1974-04-15 | 1976-03-23 | Rockwell International Corporation | Characteristic temperature-derived hard bubble suppression |
| US3964035A (en) * | 1974-09-23 | 1976-06-15 | Bell Telephone Laboratories, Incorporated | Magnetic devices utilizing garnet epitaxial materials |
| JPS6011450B2 (ja) * | 1976-10-08 | 1985-03-26 | 株式会社日立製作所 | 泡磁区素子用ガ−ネツト単結晶膜 |
-
1977
- 1977-12-13 NL NL7713759A patent/NL7713759A/xx not_active Application Discontinuation
-
1978
- 1978-12-08 US US05/967,678 patent/US4239805A/en not_active Expired - Lifetime
- 1978-12-11 FR FR7834818A patent/FR2412152B1/fr not_active Expired
- 1978-12-12 GB GB7848067A patent/GB2009730B/en not_active Expired
- 1978-12-12 DE DE19782853562 patent/DE2853562A1/de not_active Ceased
- 1978-12-13 JP JP53153247A patent/JPS59122B2/ja not_active Expired
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS61115544U (ja) * | 1984-12-28 | 1986-07-21 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS5489300A (en) | 1979-07-16 |
| DE2853562A1 (de) | 1979-06-21 |
| FR2412152B1 (fr) | 1986-01-03 |
| NL7713759A (nl) | 1979-06-15 |
| US4239805A (en) | 1980-12-16 |
| FR2412152A1 (fr) | 1979-07-13 |
| GB2009730B (en) | 1982-04-21 |
| GB2009730A (en) | 1979-06-20 |
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