JPS6048061B2 - 磁気バブル装置 - Google Patents
磁気バブル装置Info
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- JPS6048061B2 JPS6048061B2 JP13936577A JP13936577A JPS6048061B2 JP S6048061 B2 JPS6048061 B2 JP S6048061B2 JP 13936577 A JP13936577 A JP 13936577A JP 13936577 A JP13936577 A JP 13936577A JP S6048061 B2 JPS6048061 B2 JP S6048061B2
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Description
【発明の詳細な説明】
本発明は磁気バブル装置に関し、更に具体的には磁気バ
ブルを保持し、磁気バブルを伝播してメモリー機能をも
たせる磁気バブル素子チップを改良した磁気バブル装置
に関するものである。
ブルを保持し、磁気バブルを伝播してメモリー機能をも
たせる磁気バブル素子チップを改良した磁気バブル装置
に関するものである。
面内回転磁場により、磁気バブルを駆動する方式、いわ
ゆるフィールドアクセス方式の磁気バブル装置では、バ
ブル磁区材料中に、バブル磁区が形成されるのに丁度適
当なバイアス磁場を加える。このバイアス磁場を発生さ
せる手段として上記の適当なバイアス磁場が発生するよ
うに着磁された永久磁石が用いられるのが一般的である
。永久磁石としてはバリウムフェライトやアルニコ磁石
などが用いられている。このような磁気バブル装置が広
い温度範囲にわたつて誤動作をおこすことなく動作する
ためには、いくつかの因子を十分に考慮したバブル磁区
材料や磁気バブル素子チップの最適設計がなされなけれ
ばならない。
ゆるフィールドアクセス方式の磁気バブル装置では、バ
ブル磁区材料中に、バブル磁区が形成されるのに丁度適
当なバイアス磁場を加える。このバイアス磁場を発生さ
せる手段として上記の適当なバイアス磁場が発生するよ
うに着磁された永久磁石が用いられるのが一般的である
。永久磁石としてはバリウムフェライトやアルニコ磁石
などが用いられている。このような磁気バブル装置が広
い温度範囲にわたつて誤動作をおこすことなく動作する
ためには、いくつかの因子を十分に考慮したバブル磁区
材料や磁気バブル素子チップの最適設計がなされなけれ
ばならない。
例えはプロシーデイングス・オブ・ザ・アイ・イー 、
イー ・イー(ProceedingsoftheIE
EE)第63巻第8号1176〜1195ページ(19
7奔)の第4章には、(イ)バブル磁区材料の一軸異方
性磁界を大きくとり、パーマロイ等の軟磁性体からなる
いわゆる転送パターンの磁化によつて広い温度範囲にわ
たつてバブル磁フ区が自然発生しないこと (口)広い
温度範囲にわたつて、バイアス磁石によつて発生する磁
場強度の温度変化と、バブル磁区の安定存在バイアス磁
場領域の中央値の温度変化がよく一致していること←→
検出器信号の温度変化を考慮すること及び5(ニ)バブ
ル磁区発生器の特性の温度特性を考慮すべきことが述べ
られている。
イー ・イー(ProceedingsoftheIE
EE)第63巻第8号1176〜1195ページ(19
7奔)の第4章には、(イ)バブル磁区材料の一軸異方
性磁界を大きくとり、パーマロイ等の軟磁性体からなる
いわゆる転送パターンの磁化によつて広い温度範囲にわ
たつてバブル磁フ区が自然発生しないこと (口)広い
温度範囲にわたつて、バイアス磁石によつて発生する磁
場強度の温度変化と、バブル磁区の安定存在バイアス磁
場領域の中央値の温度変化がよく一致していること←→
検出器信号の温度変化を考慮すること及び5(ニ)バブ
ル磁区発生器の特性の温度特性を考慮すべきことが述べ
られている。
この中で特に第2番目の項目は最も重要なものの一つで
あり、前述の論文第4章第C項にも述べられているよう
に、永久磁石から発生するバイアス磁場強度の温度変化
が与えられたバブル磁区材料のバブル消減磁界HOの温
度変化に合致するように永久磁石の種類を選択するか、
もしくは、容易に入手可能な永久磁石材料のバイアス磁
場強度温度変化に合致するようなバブル消減磁界HOの
温度変化をもつようにバブル磁区材料の組成や製法を決
定する方法をとることが指摘されている。実際には後者
の方法、即ちバブル磁区材料のHO温度変化を永久磁石
の温度変化に合わせる方法がとられることが多い。例え
ばジャーナル・オブ・ザ・エレクトロケミカル ソサエ
テイー (JOurnalOftheElectrOc
hemicalSOciety)第123巻第6号85
6〜863ページ(1976年)のエス・エル・ブラン
ク(S −L −Blank)等の論文には、(Y,S
m,LU,Ca)3(Fe,Ge)5012ガーネット
の八面体位置へのLu3+置換量を変えることによつて
、バブル磁区材料のHOの温度変化をコントロールする
方式が示されている。永久磁石としてバリウムフェライ
トを用いるとき、その磁界強度の温度変化は−0.2%
/゜Cであり、従つてバブル磁区材料のHOの温度係数
もこの場合−0.2%/゜Cとなるように選択されてい
る。しかしながら、従来開発された多くのバブル磁区材
料には、HOの温度係数は永久磁石の温度係数と一致は
していないが、他の磁気特性の観点からは非常にすぐれ
ているものが多数存在する。
あり、前述の論文第4章第C項にも述べられているよう
に、永久磁石から発生するバイアス磁場強度の温度変化
が与えられたバブル磁区材料のバブル消減磁界HOの温
度変化に合致するように永久磁石の種類を選択するか、
もしくは、容易に入手可能な永久磁石材料のバイアス磁
場強度温度変化に合致するようなバブル消減磁界HOの
温度変化をもつようにバブル磁区材料の組成や製法を決
定する方法をとることが指摘されている。実際には後者
の方法、即ちバブル磁区材料のHO温度変化を永久磁石
の温度変化に合わせる方法がとられることが多い。例え
ばジャーナル・オブ・ザ・エレクトロケミカル ソサエ
テイー (JOurnalOftheElectrOc
hemicalSOciety)第123巻第6号85
6〜863ページ(1976年)のエス・エル・ブラン
ク(S −L −Blank)等の論文には、(Y,S
m,LU,Ca)3(Fe,Ge)5012ガーネット
の八面体位置へのLu3+置換量を変えることによつて
、バブル磁区材料のHOの温度変化をコントロールする
方式が示されている。永久磁石としてバリウムフェライ
トを用いるとき、その磁界強度の温度変化は−0.2%
/゜Cであり、従つてバブル磁区材料のHOの温度係数
もこの場合−0.2%/゜Cとなるように選択されてい
る。しかしながら、従来開発された多くのバブル磁区材
料には、HOの温度係数は永久磁石の温度係数と一致は
していないが、他の磁気特性の観点からは非常にすぐれ
ているものが多数存在する。
たとえば工ー争アイ命ピーeコンファレンス・プロ場゛
シーデイングス (AIPCOnferencePrO
ceedings)第2吋(アメリカン番インステイテ
ユート・オブ・フィジックス(ニューヨーク)発行19
7師)91〜94ページには、いわゆる高g値材料の記
述があり、この材料のHOの温度係数は−0.58%/
゜Cと温度に対してHOの変化が急峻ではあるが、高周
波数まで安定に動作可能であることが述べられている。
従つてこの高g値材料を広い温度範囲にわたつて使用可
能とするためには、上記論文中にも述べられているよう
に温度係数の異なる2種の永久磁石材料を組み合わせて
バイアス磁界系を形成するか、または温度係数が−0.
58%/゜Cの新しい永久磁石そのものを開発するかし
なければならなかつた。一方、従来、磁気バブル装置に
用いられる目的の複合磁性膜に大別して二種類のものが
知られている。
シーデイングス (AIPCOnferencePrO
ceedings)第2吋(アメリカン番インステイテ
ユート・オブ・フィジックス(ニューヨーク)発行19
7師)91〜94ページには、いわゆる高g値材料の記
述があり、この材料のHOの温度係数は−0.58%/
゜Cと温度に対してHOの変化が急峻ではあるが、高周
波数まで安定に動作可能であることが述べられている。
従つてこの高g値材料を広い温度範囲にわたつて使用可
能とするためには、上記論文中にも述べられているよう
に温度係数の異なる2種の永久磁石材料を組み合わせて
バイアス磁界系を形成するか、または温度係数が−0.
58%/゜Cの新しい永久磁石そのものを開発するかし
なければならなかつた。一方、従来、磁気バブル装置に
用いられる目的の複合磁性膜に大別して二種類のものが
知られている。
一つはハードバブル抑制用複合磁性膜、他の一つはバブ
ル磁区自己支持用複合磁性膜である。ハードバブル抑制
川複合磁性膜は、バブル磁区材料に直接接して、少なく
ともその片面に第2の磁性薄膜を形成させ、この第2の
磁性薄膜の磁化容易軸が膜面内に存在するようにして、
90磁磁壁を形成せしめる。
ル磁区自己支持用複合磁性膜である。ハードバブル抑制
川複合磁性膜は、バブル磁区材料に直接接して、少なく
ともその片面に第2の磁性薄膜を形成させ、この第2の
磁性薄膜の磁化容易軸が膜面内に存在するようにして、
90磁磁壁を形成せしめる。
90す磁壁による磁気モーメント同志の直接の交換相互
作用によつてバブル磁区中に多数の垂直ブロッホライン
を伴うような、いわゆるハードバブルを抑制するもので
ある。
作用によつてバブル磁区中に多数の垂直ブロッホライン
を伴うような、いわゆるハードバブルを抑制するもので
ある。
上記の第2の磁性薄膜の種類とその飽和磁化(47Ms
)の温度係数に着目してみる。
)の温度係数に着目してみる。
47MSの温度係数Aを
で定義し、T,=20゜C..T2=100゜Cとする
。
。
第2の磁性薄膜の種類としては(イ)Y3Fe,Oェ,
薄膜、(口)パーマロイ薄膜、(ハ)Y,・,.3Gd
0.54Fe,0,2薄膜、(ニ)イオン注入層(バブ
ル磁区材料膜の表面からH+Ne+などのイオンを注入
して、バブル磁区材料自身の磁気特性を変質させた層を
形成したもの。)などが知られている。4汀Msの温度
係数Aは、(イ)は20′Cで4汀Ms=1750ガウ
ス、1000Cで1450ガウスであるから、A=ー0
.21%/゜C,(口)は組成により多少4賞Ms値と
その温度係数は異なるが約−0.10%/゜C乃至一0
.20%/0Cぃ(ハ)は約−0.20%/0Cである
。
薄膜、(口)パーマロイ薄膜、(ハ)Y,・,.3Gd
0.54Fe,0,2薄膜、(ニ)イオン注入層(バブ
ル磁区材料膜の表面からH+Ne+などのイオンを注入
して、バブル磁区材料自身の磁気特性を変質させた層を
形成したもの。)などが知られている。4汀Msの温度
係数Aは、(イ)は20′Cで4汀Ms=1750ガウ
ス、1000Cで1450ガウスであるから、A=ー0
.21%/゜C,(口)は組成により多少4賞Ms値と
その温度係数は異なるが約−0.10%/゜C乃至一0
.20%/0Cぃ(ハ)は約−0.20%/0Cである
。
(ニ)1のイオン注入層の47MSの温度係数はバブル
磁石材料自身の4汀Msの温度係数と同じ程度の値を有
しているとみなしてよい。他の一つのバブル磁区自己支
持用複合磁性膜については、例えば特開昭50−145
897号明細書にその構造等が述べられている。
磁石材料自身の4汀Msの温度係数と同じ程度の値を有
しているとみなしてよい。他の一つのバブル磁区自己支
持用複合磁性膜については、例えば特開昭50−145
897号明細書にその構造等が述べられている。
この例ではバブル磁区支持膜の特性長の温度係数が士0
.1%以内であることが記述されているが、バイアス磁
界用膜の4賞Msについては全く言及されていない。本
発明の目的は、永久磁石の温度係数に一致しない温度係
数を有するバブル磁区材料のHOの温度係数を、バブル
磁区材料と、このバブル磁区材料の少くともその片面に
作られた面内磁化容易軸を有する磁性薄膜との静磁気的
相互作用の大きさの温度変化を利用することによつて、
永久磁石の温度係数に一致させた磁気バブル装置を提供
することである。すなわち、本発明は、バブル磁区材料
の少くともその片面に面内磁化容易軸を有する磁性薄膜
(第2の磁性薄膜)を形成した複合磁性膜においてはバ
ブル磁区材料が本来有していたバブル消減磁界HOが次
に示す3つの現象に対応して変化す,ることに着目して
なされたものである。
.1%以内であることが記述されているが、バイアス磁
界用膜の4賞Msについては全く言及されていない。本
発明の目的は、永久磁石の温度係数に一致しない温度係
数を有するバブル磁区材料のHOの温度係数を、バブル
磁区材料と、このバブル磁区材料の少くともその片面に
作られた面内磁化容易軸を有する磁性薄膜との静磁気的
相互作用の大きさの温度変化を利用することによつて、
永久磁石の温度係数に一致させた磁気バブル装置を提供
することである。すなわち、本発明は、バブル磁区材料
の少くともその片面に面内磁化容易軸を有する磁性薄膜
(第2の磁性薄膜)を形成した複合磁性膜においてはバ
ブル磁区材料が本来有していたバブル消減磁界HOが次
に示す3つの現象に対応して変化す,ることに着目して
なされたものである。
すなわち、第一に、バブル磁区と面内磁化容易軸を有す
る第2の磁性薄膜との静磁気的相互作用によつてバブル
磁区材料の本来のバブル消減磁界HOが、みかけ上増加
しHO+ΔHO(ΔHO〉0)となること、第二に、Δ
HOの値は第2の磁性薄膜の47rMsと膜厚に依存す
ること、第三に、発明者らが研究の結果、新たに見出し
−た事実として第2の磁性薄膜の47rMs温度係数A
がA〉0もしくはA〈−0.5%/゜Cのときには、Δ
HOが顕著な温度変化を示すことを利用して、バブル磁
区材料本来のHOの温度係数を、このような複合磁性膜
構造を採用することによつて、実質的に変化させうるこ
と、に着目してなされたものである。
る第2の磁性薄膜との静磁気的相互作用によつてバブル
磁区材料の本来のバブル消減磁界HOが、みかけ上増加
しHO+ΔHO(ΔHO〉0)となること、第二に、Δ
HOの値は第2の磁性薄膜の47rMsと膜厚に依存す
ること、第三に、発明者らが研究の結果、新たに見出し
−た事実として第2の磁性薄膜の47rMs温度係数A
がA〉0もしくはA〈−0.5%/゜Cのときには、Δ
HOが顕著な温度変化を示すことを利用して、バブル磁
区材料本来のHOの温度係数を、このような複合磁性膜
構造を採用することによつて、実質的に変化させうるこ
と、に着目してなされたものである。
第一、第二の項目に関しては、例えば197師春季応用
物理学関係連合講演会講演要旨集(30a−G−10)
に簡単な記述があるが、更に詳しくこの点につき説明す
る。
物理学関係連合講演会講演要旨集(30a−G−10)
に簡単な記述があるが、更に詳しくこの点につき説明す
る。
第1図は膜厚h=6.7μmの磁性ガーネット膜の片面
にY3Fe5Ol。薄膜をつけたときのHOの変化を示
す図である。Y3Fe5Ol2をつける前の、室温での
バブル磁区材料の特性は、HO=750e1特性長1=
0.81Lm147rMS=145ガウスであつた。こ
のバブル磁区材料に接してその片面に種々の厚さt(7
)Y3Fe5Ol2膜(4πMs=1750ガウス)を
気相エピタキシャル成長法でつけた時ぃHOはtととも
に上昇し、ついにはほぼ一定の値に飽和した。Y3Fe
5Ol。に限らず、真空蒸着法で同じバブル磁区材料上
につけたパーマロイ薄膜や液相エピタキシャル法による
Y2・443Gd0・54Fe501。膜をけたときも
HOはその膜厚に依存して変化した。これらの実験の結
果をまとめてみると、種々のタイプの複合磁性膜に対し
て第2図のグラフで一括して表現することができた。第
2図 t●4IrrMpの横軸21は?である。
にY3Fe5Ol。薄膜をつけたときのHOの変化を示
す図である。Y3Fe5Ol2をつける前の、室温での
バブル磁区材料の特性は、HO=750e1特性長1=
0.81Lm147rMS=145ガウスであつた。こ
のバブル磁区材料に接してその片面に種々の厚さt(7
)Y3Fe5Ol2膜(4πMs=1750ガウス)を
気相エピタキシャル成長法でつけた時ぃHOはtととも
に上昇し、ついにはほぼ一定の値に飽和した。Y3Fe
5Ol。に限らず、真空蒸着法で同じバブル磁区材料上
につけたパーマロイ薄膜や液相エピタキシャル法による
Y2・443Gd0・54Fe501。膜をけたときも
HOはその膜厚に依存して変化した。これらの実験の結
果をまとめてみると、種々のタイプの複合磁性膜に対し
て第2図のグラフで一括して表現することができた。第
2図 t●4IrrMpの横軸21は?である。
ここにHl4π h・47rMS
Msはバブル磁区材料の膜厚と飽和磁化、Tl4TMP
はY3Fe5Ol2、パーマロイ等面内磁化容易軸を有
する第2の磁性薄膜の膜厚と飽和磁化をそれぞれ表わす
。
はY3Fe5Ol2、パーマロイ等面内磁化容易軸を有
する第2の磁性薄膜の膜厚と飽和磁化をそれぞれ表わす
。
縦軸22はHO/4πMsであり、バブル磁区材料1/
hをパラメータとして異なる曲線23,24,25など
で表現できることを示している。以上の説明から、バブ
ル磁区材料のバブル消滅
t・4πMp磁界は、第2図に示されるようにH.4j
M8が増加するとともに本来の値HOよりも上昇してい
うことがわかる。
hをパラメータとして異なる曲線23,24,25など
で表現できることを示している。以上の説明から、バブ
ル磁区材料のバブル消滅
t・4πMp磁界は、第2図に示されるようにH.4j
M8が増加するとともに本来の値HOよりも上昇してい
うことがわかる。
次に第三の項目、即ちΔHOの温度変化に着目してなさ
れた本発明を比較例、実施例をもつて詳しく説明する。
れた本発明を比較例、実施例をもつて詳しく説明する。
比較例1(Y,Sm,Lu,Ca)3(Fe,Ge)5
012ガーネットからなるバブル磁区材料を液相エピタ
キシャル法でGd3Ga5Ol。
012ガーネットからなるバブル磁区材料を液相エピタ
キシャル法でGd3Ga5Ol。
の(111)基板上に膜厚h=3.70pmの膜を成長
させた。このバブル磁区材料の20゜Cでの磁気的性質
は4πMS=272ガウス、HO=1390e51=0
.41pmであつた。これらの特性の温度変化を−20
℃から110℃の範囲で測定したところ、それぞれ第3
図31,32,33の如くほぼ直線的に温度とともに減
少することが見出されノた。一方、従来から知られる複
合磁性膜構造の一種であるようなY3Fe5Ol2+バ
ブル磁区支持層から成る構造の膜でのバブル消減磁界の
温度変化を確認するために、あらかじめGd3Ga5O
l2基板上に気7相エピタキシャル成長法でY3Fe5
Ol2薄膜をt=800A0成長させてから、この膜の
上に、上述と同一の特性をもつ(Y,Sm,Lu,Ca
)3(Fe,Ge)501。
させた。このバブル磁区材料の20゜Cでの磁気的性質
は4πMS=272ガウス、HO=1390e51=0
.41pmであつた。これらの特性の温度変化を−20
℃から110℃の範囲で測定したところ、それぞれ第3
図31,32,33の如くほぼ直線的に温度とともに減
少することが見出されノた。一方、従来から知られる複
合磁性膜構造の一種であるようなY3Fe5Ol2+バ
ブル磁区支持層から成る構造の膜でのバブル消減磁界の
温度変化を確認するために、あらかじめGd3Ga5O
l2基板上に気7相エピタキシャル成長法でY3Fe5
Ol2薄膜をt=800A0成長させてから、この膜の
上に、上述と同一の特性をもつ(Y,Sm,Lu,Ca
)3(Fe,Ge)501。
ガーネット膜を液相エピタキシャル成長させた。Y3F
e5Ol。の4πMsを4πMpと表わすつとその温度
変化は第3図34のようであつた。 T.47rMP
従つてH.4jM8の温度変化は計算することができ、
第3図35の直線の如くであることがわかつた。このよ
うなY3Fe5Ol2+ (Y9sm9Lu9ca)3
(Fe,Ge)50,,複合磁性膜のバブル消減磁界の
流度変化を測定したところ、第3図の曲線36のようで
あつた。
e5Ol。の4πMsを4πMpと表わすつとその温度
変化は第3図34のようであつた。 T.47rMP
従つてH.4jM8の温度変化は計算することができ、
第3図35の直線の如くであることがわかつた。このよ
うなY3Fe5Ol2+ (Y9sm9Lu9ca)3
(Fe,Ge)50,,複合磁性膜のバブル消減磁界の
流度変化を測定したところ、第3図の曲線36のようで
あつた。
Y3Fe,Ol2のついていない、バブル磁区支持層の
みのときのHOの温度変化32に几べてほぼ平行移動し
たにすぎなかつた。即ちム;HOは温度によらずほぼ2
50eと一定であつた。こt・4賞Mpの現象は,.,
.!TMSが温度によらずはぼ一定であることに帰因し
、第2図のグラフでよく説明できた。この系での複合磁
性膜のバブル消減磁界の温度係数Bをで定義し、T1=
25゜C..T,=100のcの値を用いると、B=ー
0.25%/゜Cと計算された。
みのときのHOの温度変化32に几べてほぼ平行移動し
たにすぎなかつた。即ちム;HOは温度によらずほぼ2
50eと一定であつた。こt・4賞Mpの現象は,.,
.!TMSが温度によらずはぼ一定であることに帰因し
、第2図のグラフでよく説明できた。この系での複合磁
性膜のバブル消減磁界の温度係数Bをで定義し、T1=
25゜C..T,=100のcの値を用いると、B=ー
0.25%/゜Cと計算された。
永久磁石として−0.20%/゜Cのバイアス磁界温度
係数を有するバリウムフェライトを用いるとき、広い温
度範囲で動作可能な磁気バブル装置を作ることは不可能
であつた。同様に、従来ハードバブル抑制の目的でよく
用いられるパーマロイ+バブル磁区支持層、またはイオ
ン注入層+バブル磁区支持層から成る複合磁性膜構造を
用いても、バブル消減磁界の温度係数と、バリウムフェ
ライト永久磁石から発生するバイアス磁界の温度係数の
不一致が著しいため、上述のバブル磁区支持層組成の材
料を用いては実用化することはできなかつた。
係数を有するバリウムフェライトを用いるとき、広い温
度範囲で動作可能な磁気バブル装置を作ることは不可能
であつた。同様に、従来ハードバブル抑制の目的でよく
用いられるパーマロイ+バブル磁区支持層、またはイオ
ン注入層+バブル磁区支持層から成る複合磁性膜構造を
用いても、バブル消減磁界の温度係数と、バリウムフェ
ライト永久磁石から発生するバイアス磁界の温度係数の
不一致が著しいため、上述のバブル磁区支持層組成の材
料を用いては実用化することはできなかつた。
実施例1
本発明によれは、上述の、比較例1に用いたのとの同一
のバブル磁区材料、すなわち(Y,Sm,Lu,Ca)
3(Fe,Ge),012ガーネット膜をバブル磁区支
持層として用いて、バブル消減磁界HOの温度係数をバ
リウムフェライトの温度係数に実質的に一致させた複合
磁性膜構造を実現できた。
のバブル磁区材料、すなわち(Y,Sm,Lu,Ca)
3(Fe,Ge),012ガーネット膜をバブル磁区支
持層として用いて、バブル消減磁界HOの温度係数をバ
リウムフェライトの温度係数に実質的に一致させた複合
磁性膜構造を実現できた。
本発明によれは、比較例1に用いたのと同一の(Y,S
m,Lu,Ca)3(Fe,Ge)50,2ガーネット
膜を液相エピタキシャル法でGd3Ga,Ol2(11
1)基板上にh =3.70pm成長させ、さらに真空
蒸着法でGd,8CO82非晶質合金薄膜を1000A
0蒸着した。
m,Lu,Ca)3(Fe,Ge)50,2ガーネット
膜を液相エピタキシャル法でGd3Ga,Ol2(11
1)基板上にh =3.70pm成長させ、さらに真空
蒸着法でGd,8CO82非晶質合金薄膜を1000A
0蒸着した。
このGd,8CO82薄膜の磁化容易軸方向は面内にあ
り、Y3Fe5Ol2或いはパーマロイ薄膜をバブル磁
区支持層に接して形成させたときの複合磁性膜と同様に
ハードバブル抑制効果があつた。Gd,,CO,,非晶
質薄膜の磁気補償温度は−48゜Cであり、この材料の
47TMSを47Mpとあられすと、その温度変化は第
4図44の如く温度上昇とともに急速に4汀Mpは増加
した。
り、Y3Fe5Ol2或いはパーマロイ薄膜をバブル磁
区支持層に接して形成させたときの複合磁性膜と同様に
ハードバブル抑制効果があつた。Gd,,CO,,非晶
質薄膜の磁気補償温度は−48゜Cであり、この材料の
47TMSを47Mpとあられすと、その温度変化は第
4図44の如く温度上昇とともに急速に4汀Mpは増加
した。
Gdl8CO82薄膜の4?RMpの温度係数は(1)
式に従つて計算すると+t魯4jMP1.13%/゜C
であつた。
式に従つて計算すると+t魯4jMP1.13%/゜C
であつた。
従つて?の温度変化H.4汀Msは第4図45に示す如
く計算でき、温度上昇とともに著しく増加することがわ
かつた。
く計算でき、温度上昇とともに著しく増加することがわ
かつた。
このようなGd,8CO82+ (Y,Sm,Lu,C
a)3(Fe,Ge)50,,複合磁性膜のバブル消減
磁界の温度変化を測定したところ、第4図の曲線46の
ようであつた。
a)3(Fe,Ge)50,,複合磁性膜のバブル消減
磁界の温度変化を測定したところ、第4図の曲線46の
ようであつた。
曲線46と、バブル磁区支持層のみのときのバブル消減
磁界の温度変化32と比較してみると著しい改善が認め
られた。即ちこの改善効果は47Mpの温度係数Aが正
であり、第2図のHOの変化のグラフと対照してみると
わかるよTe47MPうに ?が温度上昇とともに著し
く増加しゝh・4jMS たことに基く。
磁界の温度変化32と比較してみると著しい改善が認め
られた。即ちこの改善効果は47Mpの温度係数Aが正
であり、第2図のHOの変化のグラフと対照してみると
わかるよTe47MPうに ?が温度上昇とともに著し
く増加しゝh・4jMS たことに基く。
低温側では八HOが小さく、高温側ではAHOが大きく
なるような効果によつて急峻であつたHOの温度係数を
ゆるやかにすることができたのである。曲線46の温度
係数を(2)式にあてはめて計算してみると−0.20
%/゜Cと求まり、バリウムフェライト永久磁石の温度
係数一0.20%/゜Cと一致させることができ、従つ
て本実施例の複合磁性膜構造を採用することにより広い
温度範囲にわたつて動作可能な磁気バブル装置を実用化
することができた。比較例2 (Y,Sm,Tm,Ca)3(Fe,Ge)50ェ,ガ
ーネットから成る磁気バブル材料を液相エピタキシャル
法でGd3Ga5Ol2の(111)基板上に膜厚h
=3.20pmの膜を成長させた。
なるような効果によつて急峻であつたHOの温度係数を
ゆるやかにすることができたのである。曲線46の温度
係数を(2)式にあてはめて計算してみると−0.20
%/゜Cと求まり、バリウムフェライト永久磁石の温度
係数一0.20%/゜Cと一致させることができ、従つ
て本実施例の複合磁性膜構造を採用することにより広い
温度範囲にわたつて動作可能な磁気バブル装置を実用化
することができた。比較例2 (Y,Sm,Tm,Ca)3(Fe,Ge)50ェ,ガ
ーネットから成る磁気バブル材料を液相エピタキシャル
法でGd3Ga5Ol2の(111)基板上に膜厚h
=3.20pmの膜を成長させた。
このバブル磁区材料の20゜Cでの磁気的性質は41M
S=232ガウス、HO=1300eぃ1=0.40p
mであつた。これらの特性の温度変化を−20゜Cから
110゜Cの範囲で測定したところ、それぞれ第5図5
1,52,53の如くほぼ直線的に温度とともに減少す
ることが見出された。一方、従来から知られる複合磁性
膜構造の一種であるようなY3Fe5Ol。
S=232ガウス、HO=1300eぃ1=0.40p
mであつた。これらの特性の温度変化を−20゜Cから
110゜Cの範囲で測定したところ、それぞれ第5図5
1,52,53の如くほぼ直線的に温度とともに減少す
ることが見出された。一方、従来から知られる複合磁性
膜構造の一種であるようなY3Fe5Ol。
+バブル磁区支持層から成る構造の膜でのバブル消減磁
界の温度変化を確認するために、あらかじめGd3Ga
5Ol。基板上に気相エピタキシャル成長法でY3Fe
5Ol2薄膜をt=800A0成長させてから、この膜
の上に、上述と同一の特性をもつ(Y,Sm,Tm,C
a)3(Fe,Ge)5012ガーネット膜を液相エピ
タキシャル成長させた。Y3Fe5Ol。の4πMsを
4πMpと表わすとその温度変化は第5図54のようで
あつた。 t・4πMp従つて?石バ?の温度変化は計
算することができ、第5図55の直線の如くであること
がわかつた。
界の温度変化を確認するために、あらかじめGd3Ga
5Ol。基板上に気相エピタキシャル成長法でY3Fe
5Ol2薄膜をt=800A0成長させてから、この膜
の上に、上述と同一の特性をもつ(Y,Sm,Tm,C
a)3(Fe,Ge)5012ガーネット膜を液相エピ
タキシャル成長させた。Y3Fe5Ol。の4πMsを
4πMpと表わすとその温度変化は第5図54のようで
あつた。 t・4πMp従つて?石バ?の温度変化は計
算することができ、第5図55の直線の如くであること
がわかつた。
このようなY3Fe5Ol2+(Y,Sm,Tm,Ca
)3(Fe,Ge)5012複合磁性膜のバブル消減磁
界の温度変化を測定したところ、第5図の曲線56のよ
うであつた。
)3(Fe,Ge)5012複合磁性膜のバブル消減磁
界の温度変化を測定したところ、第5図の曲線56のよ
うであつた。
Y3Fe5Ol。のついていない、バブル磁区支持層の
みのときのHOの温度変化52に比べて、ほぼ平行移動
したにすぎなかつた。これは t●4
′RrMp比較例1の場合と同様に?の温度変化が小−
h・4πMsさいことに帰因するこ
とが第2図からも理解できる。
みのときのHOの温度変化52に比べて、ほぼ平行移動
したにすぎなかつた。これは t●4
′RrMp比較例1の場合と同様に?の温度変化が小−
h・4πMsさいことに帰因するこ
とが第2図からも理解できる。
このような複合磁性膜のバブル消減磁界の温度係数Bを
(2)式に従つて計算すると−0.16%/゜Cであり
、永久磁石として−0.20%/゜Cのバイアス磁界温
度係数を有するバリウムフェライトを用いるとき、広い
温度範囲で動作可能な磁気バブル装置を作ることは不可
能であつた。
(2)式に従つて計算すると−0.16%/゜Cであり
、永久磁石として−0.20%/゜Cのバイアス磁界温
度係数を有するバリウムフェライトを用いるとき、広い
温度範囲で動作可能な磁気バブル装置を作ることは不可
能であつた。
同様に、従来ハードバブル抑制の目的でよく用いられる
パーマロイ+バブル磁区支持層、または、イオン注入層
+バブル磁区支持層から成る複合磁性膜構造を用いても
、バブル消減磁界の温度係数と、バリウムフェライト永
久磁石から発生するバイアス磁界の温度係数の不一致が
著しいため、上述のバブル磁区支持層組成の材料を用い
ては実用化することはできなかつた。
パーマロイ+バブル磁区支持層、または、イオン注入層
+バブル磁区支持層から成る複合磁性膜構造を用いても
、バブル消減磁界の温度係数と、バリウムフェライト永
久磁石から発生するバイアス磁界の温度係数の不一致が
著しいため、上述のバブル磁区支持層組成の材料を用い
ては実用化することはできなかつた。
実施例2
本発明によれは、上述の比較例2に用いたのと同一のバ
ブル磁区材料、すなわち(Y,Sm,Tm,Ca)3(
Fe,Ge)5012ガーネット膜をバブル磁区支持層
として用いて、バブル消減磁界の温度係数をバリウムフ
ェライトの温度係数に実質的に一致させた複合磁性膜構
造を実現できた。
ブル磁区材料、すなわち(Y,Sm,Tm,Ca)3(
Fe,Ge)5012ガーネット膜をバブル磁区支持層
として用いて、バブル消減磁界の温度係数をバリウムフ
ェライトの温度係数に実質的に一致させた複合磁性膜構
造を実現できた。
本発明によれば、比較例2に用いたのと同一の(Y,S
m,Tm,Ca)3(Fe,Ge)501。
m,Tm,Ca)3(Fe,Ge)501。
ガーネット膜を液相エピタキシャル法でGd3Ga5O
l2(111)基板上にh=3.20pm成長させ、さ
らに真空蒸着法でGd3OCO7O非晶質合金薄膜を8
50A0蒸着した。このGd3。CO7講膜の磁化容易
軸方向は面内にあり、Y3Fe5Ol2或いはパーマロ
イ薄膜をバブル磁区支持層に接して形成させたときの複
合磁性膜と同様にハードバブル抑制効果があつた。Gd
3OCO7Oの非晶質薄膜の磁気補償温度は195゜C
であり、この材料の47rMpの温度変化は第6図64
の如く温度上昇とともに急速に減少し、その温度係数は
A=ー0.56%/゜Cであつた。
l2(111)基板上にh=3.20pm成長させ、さ
らに真空蒸着法でGd3OCO7O非晶質合金薄膜を8
50A0蒸着した。このGd3。CO7講膜の磁化容易
軸方向は面内にあり、Y3Fe5Ol2或いはパーマロ
イ薄膜をバブル磁区支持層に接して形成させたときの複
合磁性膜と同様にハードバブル抑制効果があつた。Gd
3OCO7Oの非晶質薄膜の磁気補償温度は195゜C
であり、この材料の47rMpの温度変化は第6図64
の如く温度上昇とともに急速に減少し、その温度係数は
A=ー0.56%/゜Cであつた。
従つてt・47TMP?の温度変化は第6図65に示す
如く計算h●4?RMS でき、温度上昇とともに著しく減少することがわかつた
。
如く計算h●4?RMS でき、温度上昇とともに著しく減少することがわかつた
。
このようなGd3OCO7O+(Y,Sm,Tm,Ca
)3(Fe,Ge)501。
)3(Fe,Ge)501。
複合磁性膜のバブル消減磁界の温度変化を測定したとこ
ろ、第6図の曲線66のようであつた。曲線66と、バ
ブル磁区支持層のみのときのバブル消減磁界の温度変化
52と比較してみると著しい改善が認められた。即ち、
この改善効果は4πMpの温度係数Aが負で、その絶対
値が大きく、第2図のHOの変化のグラフと対照してみ
るとわかるように、ヒ旬^0が温度上昇と
h・4(RMSともに著しく減少したことに基
く。
ろ、第6図の曲線66のようであつた。曲線66と、バ
ブル磁区支持層のみのときのバブル消減磁界の温度変化
52と比較してみると著しい改善が認められた。即ち、
この改善効果は4πMpの温度係数Aが負で、その絶対
値が大きく、第2図のHOの変化のグラフと対照してみ
るとわかるように、ヒ旬^0が温度上昇と
h・4(RMSともに著しく減少したことに基
く。
低温側ではΔHOが大きく、逆に高温側ではΔHOが小
さくなるノような効果によつてゆるやかであつたHOの
温度係数を急峻にすることができたのである。曲線66
の温度係数を(2)式にあてはめて計算してみると一0
.21%/0Cと求まり、バリウムフェライト永久磁石
の温度係数−0.20%/゜Cと殆んど完全に一致7さ
せることができ、従つて本実施例の複合磁性膜構造を採
用することにより広い温度範囲にわたつて動作可能な磁
気バブル装置を実用化することができた。なお、上記実
施例に示したのは一例であり、本9発明の範囲は各種ガ
ーネット等において多様な選択を包含するものてあるこ
とは勿論である。
さくなるノような効果によつてゆるやかであつたHOの
温度係数を急峻にすることができたのである。曲線66
の温度係数を(2)式にあてはめて計算してみると一0
.21%/0Cと求まり、バリウムフェライト永久磁石
の温度係数−0.20%/゜Cと殆んど完全に一致7さ
せることができ、従つて本実施例の複合磁性膜構造を採
用することにより広い温度範囲にわたつて動作可能な磁
気バブル装置を実用化することができた。なお、上記実
施例に示したのは一例であり、本9発明の範囲は各種ガ
ーネット等において多様な選択を包含するものてあるこ
とは勿論である。
また、上記実施例ではガーネット膜バブル磁区材料上に
直接接して第2の磁性薄膜を形成した例を示したが、ガ
ーネット膜バブル磁区材料と第2の磁性薄膜の間に非磁
性材料の層、いわゆるスペーサ層、例えばSjO2層や
Al2O3を介することによつてガーネット膜と第2の
磁性薄膜の磁気モーメントによる交換相互作用を絶ちき
つても、HOの上昇メカニズムは2つの磁性膜の静磁気
的相互作用によるものであるから、非磁性スペーサーが
存在し,ても本発明の中に包含される。そしてこのよう
なスペーサ層の厚さは2000A以下ぐらいが適当であ
る。但し非磁性スペーサーが存在するときにはハードバ
ブル抑制手段としては、本発明による磁性薄膜層はもは
や有効ではない。従つて、、この場合はハードバブル抑
制手段は従来から知られている方法で行えばよい。
直接接して第2の磁性薄膜を形成した例を示したが、ガ
ーネット膜バブル磁区材料と第2の磁性薄膜の間に非磁
性材料の層、いわゆるスペーサ層、例えばSjO2層や
Al2O3を介することによつてガーネット膜と第2の
磁性薄膜の磁気モーメントによる交換相互作用を絶ちき
つても、HOの上昇メカニズムは2つの磁性膜の静磁気
的相互作用によるものであるから、非磁性スペーサーが
存在し,ても本発明の中に包含される。そしてこのよう
なスペーサ層の厚さは2000A以下ぐらいが適当であ
る。但し非磁性スペーサーが存在するときにはハードバ
ブル抑制手段としては、本発明による磁性薄膜層はもは
や有効ではない。従つて、、この場合はハードバブル抑
制手段は従来から知られている方法で行えばよい。
第1図はY3Fe5Ol2膜とバブル磁区支持層から成
る複合磁性膜においてY3Fe5Ol2膜厚の関数とし
てバブル消減磁界の変化を示す図、第2図は第1図をよ
ソー般的に格張してバブル消減磁界を、複合磁性膜を構
成する材料の飽和磁化、膜厚との関係を示す図、第3図
〜第6図は種々の特性の温度変化を示す図で、第3図、
第5図は従来例、第4図、第6図は本発明による実施例
を示す図である。 31,51はバブル磁区支持層の飽和磁化、32,52
はバブル磁区支持層のバブル消減磁界、33,53はバ
ブル磁区支持層の1/Hl34,44,54,64はバ
ブル磁区支持層に接してつけられた面内磁化容易軸をも
つ第2の磁性薄膜層の飽和磁化、35,45,55,6
5は(第2の磁性薄膜層の膜厚×飽和磁化)/(バブル
磁区支持層の膜厚×飽和磁化)の値、36,46,56
,66は複合磁性膜におけるバブル消減磁界、のそれぞ
れ温度変化を示す。
る複合磁性膜においてY3Fe5Ol2膜厚の関数とし
てバブル消減磁界の変化を示す図、第2図は第1図をよ
ソー般的に格張してバブル消減磁界を、複合磁性膜を構
成する材料の飽和磁化、膜厚との関係を示す図、第3図
〜第6図は種々の特性の温度変化を示す図で、第3図、
第5図は従来例、第4図、第6図は本発明による実施例
を示す図である。 31,51はバブル磁区支持層の飽和磁化、32,52
はバブル磁区支持層のバブル消減磁界、33,53はバ
ブル磁区支持層の1/Hl34,44,54,64はバ
ブル磁区支持層に接してつけられた面内磁化容易軸をも
つ第2の磁性薄膜層の飽和磁化、35,45,55,6
5は(第2の磁性薄膜層の膜厚×飽和磁化)/(バブル
磁区支持層の膜厚×飽和磁化)の値、36,46,56
,66は複合磁性膜におけるバブル消減磁界、のそれぞ
れ温度変化を示す。
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 1 バブル磁区を支持しうる一軸磁気異方性を有するバ
ブル磁区材料の少なくとも片面に面内磁化容易軸を有す
る磁性薄膜を形成させた複合磁性膜を磁気バブル素子チ
ップとし、磁区材料内に磁気バブルが形成できる強さの
バイアス磁界を発生する求久磁石を備えて成る磁気バブ
ル装置において、前記膜面内に磁化容易軸を有する磁性
薄膜の飽和磁化の温度係数AがA>0またはA<−0.
5(%/℃)であることを特徴とする磁気バブル装置。 2 面内磁化容易軸を有する磁性薄膜はバブル磁区材料
に直接接触して形成されている特許請求の範囲第1項記
載の磁気バブル装置。3 面内磁化容易軸を有する磁性
薄膜はバブル磁区材料とは非磁性材料層を介して形成さ
れている特許請求の範囲第1項記載の磁気バブル装置。 4 面内磁化容易軸を有する磁性薄膜は、非晶質希土類
−遷移金属合金である特許請求の範囲第1項記載の磁気
バブル装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP13936577A JPS6048061B2 (ja) | 1977-11-18 | 1977-11-18 | 磁気バブル装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP13936577A JPS6048061B2 (ja) | 1977-11-18 | 1977-11-18 | 磁気バブル装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS5484931A JPS5484931A (en) | 1979-07-06 |
| JPS6048061B2 true JPS6048061B2 (ja) | 1985-10-25 |
Family
ID=15243622
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP13936577A Expired JPS6048061B2 (ja) | 1977-11-18 | 1977-11-18 | 磁気バブル装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS6048061B2 (ja) |
-
1977
- 1977-11-18 JP JP13936577A patent/JPS6048061B2/ja not_active Expired
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS5484931A (en) | 1979-07-06 |
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