JPS5942689A - 磁気バブル素子 - Google Patents

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。

Description

【発明の詳細な説明】 本発明はヘアピン状導体を有する磁気バブル素子に関し
、特に、磁気バブル若しくは伸長した磁気バブルを消去
若しくは収縮するためのヘアピン状導体を持つ磁気バブ
ル素子に関する。

磁気バブルを用いて情報を記録、記憶する素子（以下磁
気バブル素子と称す）においてに、情報としての磁気バ
ブルを発生する手段および貯蔵する手段の他に、磁気バ
ブルの存在を情報として読み出す手段すなわち磁気バブ
ル検出器が不可欠な機能要素である。近年、磁気バブル
素子で用いる磁気バブルの径に、記憶密度の増大に伴な
い微小化する方向に進んできている。読み出すべき磁気
バブルの径が微小化すると、これに伴ない、一般に、磁
気バブルの検出出力が低下する。このような磁気バブル
の微小化に伴なう検出出力の低下を補償するために、磁
気バブルストレッチャーが種々提案されている。

磁気バブルストレッチャーを用いた磁気バブル検出出力
の補償に次のようにして行なわれる。磁気バブルストレ
ッチャーしてより大きく引き伸ばされた磁気バブル（以
下伸長バブルと称する）からは２通常径の磁気バブルか
ら発生する漏洩磁束よりも大きな漏洩磁束が発生するｒ
、磁気バブルを直線的に伸長１−る場合には伸長バブル
からの漏洩磁束げその伸長比Ｖこ比例して増大する。一
般Ｖｒ−，？ｉ！束全検出する材料、例えば、パーマロ
イ等の磁気抵抗効果を示す材料を磁気バブルの伸長する
長さに合せて検出素子として設けると、その漏洩１７８
束により検出素子の抵抗値は変化シフ、変化の絶対値は
伸長長さに比例して大きくなる。すなわち、大きな磁気
バブル検出出力が・肖られる。

このような４Ｂ気バブルストレッチャーには大きく分け
て次の二種類がよく知られでいろ。第１に。

ストラウス等によって磁性および磁気材料会議で発表さ
れた文献（ＡＩＰ　Ｃｏｎｆｅｒｅｎｃｅ　Ｐｒｏｃ　
、Ａ１０　。

２０２（１９７２））　ｖｃ記載のパーマロイ等の軟磁
性体シェブロンパタンのｙＮｆＫ、り部で磁気バブルヲ
徐々に伸長するシェブロンストレッチャーである。第２
に、ネルソン等らによってベル・システム・テクニカル
ジャーナル誌に発表された文献（）３ＳＴ、Ｊ。

５９、２２９（１９８０））ＶＣ記載ノヘアピン状導体
Ｋ　ｉｇ、流パルスを通じ、このヘアピン状導体間隙部
に生じる磁気的ポテンシャルにより磁気バブルを急檄に
伸長するー＼アビン導体ストレッチャーである。このヘ
アピン導体ストレッチャーは主として、磁気バブル材料
に選択的にイオン注入することにより形成した連接円形
バタン（以下ＣＤバタンと称す）にょフ構成された磁気
バブル転送路中に配置された磁気バブル検出器部に用い
られることが多い。

ヘアピン導体ストレッチャーは、導体に印加する市、流
パルスにより磁気バブルを急速に伸長するため、磁気パ
ズルを伸長する直前でも任意にバブルの転送を止めるこ
とができ、磁気バブル検出用転送路中での磁気バブルの
スタート・ストラッカ前述のシェブロンストレッチャー
に比べて任意ニ行なえる特徴がある。さらに、このヘア
ピン４体ストレッチャーは、ストレッチャー近傍に配風
した検出器で磁気バブルを検出したあとの磁気バブルを
、もしそれが不要なら、ヘアピン導体に逆極性の電流パ
ルスを印加することにより消去することが可能である。

伸長した磁気バブルを同様な宵、流パルスで通常径の磁
気バブルに収縮させることも可能である。

しかしながら、従来のヘアピン導体ストレッチャーを磁
気バブルの消去器又は収縮器として用いる場合には次に
図面を用いて説明するような、動　−作が不安定になる
という重大な欠点を有している。

第１図は従来のヘアピン導体ストレッチャーを用いた磁
気バブル検出器を示す図である。磁気バブルを保持し得
る磁性材料１に１例えば、イオン注入等で形成された面
内回転磁場で磁気バブル金転送し得る磁気バブル転送路
１１が設けられている。この磁気バブル転送路１１には
、ヘアピン導体ストレッチャー２及びヘアピン間隙部に
パーマロイ薄膜ストライプ磁気抵抗素子等でなる磁気バ
ブル検出素子３が配置しである。バイアス磁場の方向は
矢印ＨＢで示す方向に印加されているものとする。磁気
バブルがこのヘアピン導体ストレッチャー、検出器部に
転送されてきたときに導体２にストレッチ電流工８２２
を矢印２１に示す方向ｖＬ剋すると、磁気バブルにスト
レッチ検出される。検出後の不要磁気バブルは逆極性の
電流パルス２３を導体パタン２に印加してヘアピン内に
生じる逆極性磁場で消滅させられる。このと＠磁気バブ
ル転送路周辺に不要の磁気バブル４２が残る現象がしば
しば生じる。伝送路周辺の不要磁気バブルの存在は、磁
気バブル素子の大さな誤動作の原因となる。

上述した磁気バブル消滅時の不要磁気バブルの存在の原
因全第２図（Ｉ〜〜（ｑを参照しで説明する。

第２図（５）に示すように、ヘアピン２４体２で伸−ｐ
（された磁気バブル４はへ７′ピン内部に存在している
。

次に、伸長磁気バブル消去用逆極性′磁流パルス全ヘア
ピン導体２に印加すると、第２図（Ｂ）に示１すくイア
ス磁場がヘアピン導体の近ＩＰ乙分イ１ｊする。ヘアピ
ン導体の間隙部では、バイアス磁場分に上りご凸である
ため内部の伸長磁気バブルは位置的に不安定となる。こ
のため第２１１ＭＩ　（Ｃ）　ＶＣ示１゛よりｌこヘア
ピン間隙の伸長磁気バブルの一部は磁場分布のより安定
な方向（この場合にヘアピン導体外音すの方向）に移動
し、伸長磁気ノくプルの一音ｖ、４１ｖ＝ヘアピン導体
外にはみ出す。一方ヘアピン内部にある伸長磁気バブル
の一部４０にα々イアス磁場の増大により最後にべその
部分で切断される。この結果、ヘアピン導体外すなわち
、転送路１１近傍に不要な磁ケ、バブルが生じることに
なる。又、イ申長磁気バブルを収縮させろ場合にも、同
様に、ヘアピン導体間隙部で縮寸ずに導体外部にとひＨ
１シて縮むという誤動作が容易に生じる。

本発明の目的に、従来のヘアピン導体ｆｆＨ？＋、　／
’　７”ルストレッチャーの硝気ノ々プル消去若Ｌ　＜
　［＋１ｙ　＃ｉ動作の不安定性ををり除いた安定消去
・収縮型Ｍ乍が可能なヘアピン導体Ｐ気）（プル消去暑
″、全持つ石好気バブル素子を提供することにある。

本発明に係るｅＺ気バブル素子膓磁気）（）゛ルを保持
しイ与る磁性材料薄膜と、該研性月料薄肪１上ＩＣ設け
られた磁襄１ノくプル転送路と、該転送路中ＶＣ西１１
゜許された磁気バブル検知手段ケそｑ）近傍に伴なう第
１のヘアピン状導体ノくタンとを有（７、該第１σ）ヘ
アピン状導体バタンの間隙部と共通の間隙部を持つ第２
のヘアピン状導体バタンか前記第１の導体バタン近傍に
設けられた構成を有する０次に本発明の原理について図
面を参照して詳細に説明する。

まず、本発明の基本概念全第３図を参照して説明する。

第３図（５）に示すヘアピン状導体ノ（タン５は、従来
のものに比べてその導体ストライプの中心間距離２Ｗを
従来のものに比べである程度大きくしである。中心間距
離２Ｗがある程度大きくなると、そのヘアピン状導体部
に生じる発生磁場分布は、第３図（Ｂ）の２４に示すよ
うに、得体間隙部の磁場分布の中央部にその両側より発
生磁場の小さな部分（即ちポテンシャル極小部分）が生
じることが本願出願人による計算等で明らかにされた。

従って、第３図（５）に示すように、伸長磁気ノくプル
４がヘアピン状導体５の中央間隙部に存在するときに、
同図（１３）の磁場分布″ｆ：磁気ノくプルの磁化方向
に印加するすると、中央間隙部では磁気的７Ｊ−テンシ
ャルが極小となるため、その磁気ノくフ゛ルホ冴体間隙
部分から離れることなく、全体に磁気的ポテンシャルが
高くなり、第３図（ｑに示すように。

導体中央間隙部でその伸長磁気バブルに磁区幅が狭くな
り最後ｖｒ−ｔ−Ｊ消滅する。換言すれば、磁気）（プ
ルの確実、安定な消去動作が行なえることＫなる。伸長
磁気バブルの収縮に関しても、発生磁場を弱くシ、かつ
、磁気バブルが消滅しない内に磁場発生を停止すること
により安定に動作することに同様に明らかである。

本発明の原理について第４図（５）〜（Ｄ）ｋ参照して
さらに詳しく述べる。本発明に係るヘアピン状導体５の
ストライブ幅と厚さは、第４図（Ｂ）、に示すように、
それぞれ０．６μｍおよび３．０μｍである。このとき
、第４図（５）に示すように、このヘアピン状導体５を
磁気バブルを保持し得る磁性材料１の中心と導体中心間
の距離がＨＫなるように設けておく。ヘアピン状導体の
間隔に、双方の導体ストライプ幅の中心間で測って２Ｗ
となるようにしておく。磁気バブルが感じる導体からの
磁場を前記の磁性材料の中心磁場で代表すると１本発明
に必要であるヘアピン導体中央間隙部で磁気ポテンシャ
ルの極小を生じさせるためＫは、Ｈと２Ｗとの間に第４
図（Ｃ）又は（Ｄ）に示すような非常に限定された関係
が必要であることが明らかにされた。

ヘアピン導体間隔２Ｗを変化させ７ヒとき、ヘアピン状
界体中央間隙部に磁気、ポテンシャルの極小を生じをせ
る最大の磁性材料導体間距離ＩＩを２Ｗで規格化して第
４図（ｑに示す。比Ｊ（／（２Ｗ）ｕ２Ｗが犬ぎくなる
につれて０，２５近づくことが水式れている。同様に、
距離１（を変化させたときの中央間隙部での磁気ポテン
シャル極小音生じせしめる最小の導体間隔２Ｗを距離Ｈ
で規格化して紀・１図（至）に示す。比２Ｗ／ｌ（は■
］の増大に序ない４．０　ＶＣ近づく。以上から、ヘア
ピン状導体で伸長磁気バブルを安定消滅、若くは安定収
縮きせるためにｔｊニ比２Ｗ／Ｈが少なくとも４．０よ
り大きいことが必要であることが明らかになった。

さらに、ヘアピン状導体５のバタン幅及び厚さをそれぞ
れ２．０μｍおよび０．５μｔｎと変化ざゼても中央間
隙部での磁気ボデンシャル極小を生じせしめるためには
比２Ｗ／Ｈが少なくとも４．０より大きいことが必要で
あることには変りないことが明らかになった。

従って５本発明に係る磁気バブル素子の構成をさらに詳
しく述べると次のようＫなる。すなわち。

磁気バブルストレッチャーを形成する第１のヘアピン状
導体パタ／の近傍に、中央間隙部を共通に持つ磁気バブ
ル消去用第２ヘアピン状導体を設け、第２のヘアピン状
導体バタンの両側導体の中心間距離（２Ｗ）とバブル磁
区保持用磁性材料薄膜中心と第２ヘアピン状導体の膜厚
中心間距離（１−］）との比（２Ｗ／Ｈ）が４．０以上
であることを特徴とする磁気バブル素子である。

本発明の実施例を次に述べる。第５図（５）〜（ｑは本
発明の第１の実施例を説明する図である。第５図四の平
面図に示すように本実施例に、バブル磁区転送路１１に
設けられた磁気バブルストレッチャー２および磁気バブ
ル検知手段３ならびに磁気バブルストレッチャー２の周
囲に第２のヘアピン状導体バタン５が中央間隙部を磁気
バブルストレッチャー２と共通部をもつように配置され
た磁気バブル素子である。

第５図（Ｂ）に本実施例に係る磁気バブル素子の断面図
を示す。本実施例でに、第１のヘアピン状導体２Ｖｃよ
る段差を平滑化処理により無くして第２のヘアピン状導
体バタン５がバブル磁区保持用材料薄膜１ｖｃ設けられ
ている。第２のヘアピン状専体間隙２Ｗとヘアピン状導
体層の中心とバブル磁区材料薄膜中心間距離Ｈの比（２
Ｗ／Ｈ）は４．０以上になるように構成されている。こ
れらのヘアピン状導体バタンによる発生バイアス成分磁
場分布は第５図（Ｃ）のようになる。第１のヘアピン状
導体バタンはバタン間隙が第２のそれより充分小さいの
で、第５図（Ｑの２４′に示すように一つの谷をもつ磁
場分布を示す。これより磁気バブルを伸長し、次ＶＣ１
第２のヘアピン状導体バタンに伸長磁気バブル消去用電
流パルスを印加する。第２のヘアピン状導体バタンによ
る磁場分布ｒＪ、２４に示すようにヘアピン中央間隙部
に極小部を有するため、伸長磁気バブルに位置ずれを起
こさずに安定に消滅する。

次に本発明の第２の実施例を第６図に示す。本実施例で
に、第２のヘアピン状導体バタン５に、第１のヘアピン
状導体バタンと同一面上に設けられている。従って、導
体バタン２および５は同一の導体層で構成することがで
きる。又、比２Ｗ／Ｈは充分［４，０より大きくなって
いる。

本発明の第３の実施例を第７図に示す。本実施例でｔａ
−、Ｆｔのヘアピン状導体バタン２とバブル磁区材料？
ｔＨ１Ａ１のスペーサーを第１のヘアピン状導体バタン
の周シで堀り下げて、第２のヘアピン導体とバブル磁区
材料薄膜ｌとの距離Ｈをさらに小さくして比２Ｗ／Ｈを
大きくした構造の磁気バブル素子が示されている。

本発明の第４の実施例を第８図に示す。本実施例では、
磁気バブル消去用の第２のヘアピン私導体パタン２と、
バブル磁区材料薄膜１０間に設けられている。このよう
にしておくと、Ｈをきわめて小さくすることができるｏ
　Ｈｆ、　ｔＪ′Ｓさくすると単位電流当りの発生ＷＩ
場強度が強くｆｒ、シ、伸長磁気バブルの消去電流を少
なくすることができる。

以上に述べたようｌＩＣ１本発明を用いれば、長く伸長
された磁気バブルを安定に消去器くは収縮せしめること
のできる磁気バブル消去器を有する磁気バブル素子が実
現される。さらに、本発明を実施することにより新たな
効果が生じる。すなわち。

第１のヘアピン状導体バタンと第２のヘアピン状導体バ
タンと全必要に応じて外部で直列に接続し。

磁気バブルストレッチャーとして使用する場合。

きわめて微小な電流パルスで充分にストレッチできるだ
けの磁場を発することが可能となる。この際は、第２の
ヘアピン導体バタンにおける２Ｗ／Ｈの比は必しも４．
０以上である必要にないことは明白である。又、本発明
の説明でに、磁気バブルの転送路の例として１選択的に
イオン注入して形成したバタン列によるものを挙げたが
、軟磁性体のバタンにより形成したもの等を用いてもよ
く転送路の形成法を規定するものでにない。

【図面の簡単な説明】

算１図μ本発明に係る従来例を示す図、第２図（５）〜
（Ｃ）ｌ−Ｊ従来例の欠点′を説明するための図、第３
図（Ａ）〜（Ｃ）ｌ−ｒ本発明の概念を示す図、第４図
い）〜（至）に本発明の原理を示す図、第５図（５）〜
（Ｃ）は本発明の第１の実施例を示す図ならびに第６図
〜第８図はそれぞれ本発明の第２〜第４の実施例を示す
図である。 図において、１は磁気バブル保持用磁性材料薄膜、２は
第１のヘアピン状導体バタン、３は磁気バブル検出器、
４は伸長した磁気バブル、５は第２のヘアピン状導体バ
タン、１１は磁気バブル転送路、２１は電流パルス印加
方向を示す矢印、２２に磁気バブルストレッチ電流パル
ス、２３に同消滅若しくは収縮パルス、２４．２４’ｉ
ヘアピン導体部の磁場分布、４０に磁気バブル消滅部分
、４１ハ磁気バブルがヘアピン導体外にζみ出した部分
、４２は消滅残りの不要磁気バブルである。 第５図

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １、バブル磁区を保持し得る磁性材料薄膜と、該磁性材
   料薄膜上に設けられたバブル磁区転送路と、該転送路中
   に配置されたバブル磁区検知手段をその近傍に伴なう第
   １のヘアピン状導体バタンとを有し、該第１のヘアピン
   状導体バタンの間隙部と共通の間隙部を持つ第２のヘア
   ピン状導体バタンか前記第１の導体バタン近傍に設けら
   れたことｆ：特徴とする磁気バブル素子。 ２、前記第２のヘアピン状導体バタンの両側導体の中心
   間距離（２Ｗ）と、前記バブル磁区保持用磁性材料薄膜
   中心と前記第２のヘアピン状導体の膜厚中心との間の距
   離（財）との比（２Ｗ　／　Ｈ）が４．０以上であるこ
   とを特徴とする特許請求の範囲第１項記載の磁気バブル
   素子。