Способ изготовления носителя информации с полосовыми и магнитными доменами

 

СПОСОБ ИЗГОТОВЛЕНИЯ НОСИТЕЛЯ ИНФОР.МАЦИИ С ГЮЛОСОВБ1A-IH МАГНИТНБ1МИ ДОЛ ЕНАЛ И, основанный на ориентированном вырезании пластины из монокристалла магнитомногоосного материала с наведенной одноосной анизотроиией и формировании в ней каналов продвижения полосовых магнитных доменов , отличающийся тем, что, с целью повышения надежности изготовления носителя информации, вырезание пластины из монокристалла магнитомногоосного материала с наведенной одноосной анизотропией осу|дествляют под углом к оси наведенной одноосной анизотро 1ии, отличным от 90°, а формирование каналов продвижения полосовы.ч магнитных доменов осуществляют намагничиванием пластины магнитным нолем в периодически повторяющихся областя.ч. «г

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК

„„SU„„1116460 А

3(5D G 11 С 11 14

1д

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ 1

К А ВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТ8ЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЫТИЙ (21) 359! 202, 18-24 (22) 06.05.83 (46) 30.09.84. Бюл, PJo 36 (72) Г. С. Кандаурова и Л. A. Памятных (71) Уральский ордена Трудового Красного Знамени государственный университет им. Л M. Горького (53) 681.327.66 (088.8) (56) 1. Патент СШЛ М 3465316, кл. 340---174, опублик. 1969.

2. Авторскос свидетельство СССР

М 752472, кл, G 11 С 11/!4, 1978 (прототип). (54) (57) СНОСOl> ИЗГОТОВЛЕНИЯ НОСИТЕЛЯ ИНФОРМАЦИИ С ПОЛОСОВЫМИ МЛГНИТНЫМИ ДОМЕНАМИ, основанный на ориентированном вырезании пластины из монокристалла магнитомногоосного материала с наведенной одноосной анизотропией и формировании в ней каналов продвижения полосовых магнитных доменов, отличающийся тем, что, с целью повыгцения надежности изготовления носителя информации, вырезание пластины из монокристалла магнитомногоосного материала с наведенной одноосной анизотропией осу цествляк т под углом к оси наведеннои однооспой анпзотропии, отличным от 90, а формирование каналов продвижения поло 08bl х ма г нитных доменов осугцествляют намагничиванием пластины магнитным полем в периодически повторяюгцихся ооластях.

Изобретение относится к вычислительной технике и может быть использовано при построении запоминающих устройств на плоских магнитных доменах.

Известен способ изготовления носителя информации на полосовых магнитных доменах (ПМД), основанный на формировании в высококоэрцитивном массиве ферромагнитной пленки низкокоэрцитивных каналов и создании в них ПМД. Согласно этому способу тонкую пленку пермаллоя, напыляют на слой алюминия, в котором предварительно методами фотолитографии вытравливают каналы определенной конфигурации (1).

Недостатком этого способа является относительно невысокая плотность записи информации. Это обусловлено тем, что изготовление каналов шириной в несколько микрон технологически затруднительно.

Наиболее близким техническим решением к данному изобретению является способ изготовления носителя информации с ПМД, основанный на вырезании емагнитной подложки и нанесении на нее ферромагнитной пленки методом вакуумной конденсации при наклонном падении молекулярного пучка.

Условия конденсации и толщину пл IIKH выбирают таким образом, чтобы обеспечить возникновение полосовой доменной структуры. Затем пленку размагничивают переменным магнитпь м полем, направленным вдоль проекции молекулярного пучка на плоскость пленки с амплитудой, плавно убывающей от значения, большего поля насыщения,,— î нуля. Внешними магнитными полями формируют области неоднородной намагниченности внутри полосовых доменов. Эти области выполняют роль подвижных областей, передвигаемых по неподвижным доменам (2).

Недостатком известного способа является невысокое качество получаемого носителя информации. Это обусловлено тем, что в носителе, полученном согласно известному способу, информационный домен не имеет строго определеннои ориентации вектора намагниченности 1 . Л усредненная ориентация вектора Iв может испытывать флуктуации по площади пленки вследствие наличия дисперсии осей легкого намагничивания в поликристаллическом материале. Кроме того, при продвижении информационных доменов по каналам возможны неконтрол и руем ые изменения их размеров, что связано с флуктуацией величины намагниченности насыщения, а также с амплитудой и пространственной дисперсией параметров магнитНоН анизотропии в поликристаллических пленках пермаллоя.

Невысокое качество носителя, изготовленного согласно известному способу, обусловлено также малым отличием в ориентации вектора 1 в области неоднородной на5

1О

i5

20 магниченпости il<) с рапп(шо с остальной неперемагнпчеllll()H частьк) полосового домента. Поэтому Bll)уалпзация -)гих областей магнитоопт! I I(.(кil (гчс пь затруднительна.

Целью изобретения является повышение надежности изготовления носителя информации.

Поставленная цель достигается тем, что согласно способу изготовления носителя информации с ПМД, основанному на ориентированном вырезании пластины из монокристалла магнитомногоосного материала с наведенной одноосной анизотропией и формировании н ней ка алов продвижения ПМД, вырезание пластины из монокристалла маг(!итомпогоо(ного материала с наведенной одноосной анизотропией осучцествляют под углом к оси навсдснной одноосной анизотропии, отличным от 90, и формирование каналов продвижения ПМД осуществляют намагничиванием пластины магнитным полем в периодически повторяющихся областях.

Су(((ность изобретения состоит в следующем. Б кристаллах феррит-гранатов, у которых естественная многоосная и наведенная одноосная магнитная анизотропия сравнимы по величине (так называемые псевдоодноосные ферриты-гранаты), вид доменной структуры и закономерности ее поведения в магнитных полях определяются в разной мере как естественной M!IofoocHQH, так и наведенной одноосной магнитной анизотропией. В пластине, вырезанной из монокристалла под углом 90 к оси наведенной одноосной анизотропии, по аналогии с одно, осными магнетиками, векторы намагниченности в доменах 1 ориентируются вдоль оси наведенной анизотропии. Однако доменная структура при этом не имеет вид изотропного лабиринта как в чисто одноосных кристаллах. Вследствие влияния MHQI оосной анизотропии. доменные границы ориентируются

40 в плоскости пластинки вдоль определенных кристаллографических осей. Как показывают наблюдения, направление выстроен Ioсти доменов можно можно изменять, воздействуя на пластину параллельным ее поверхности полем HI!. В частности, при из45 менении ориентации поля Н„от 0 до 360 относительно выбранного направления доменные границы в пластине выстраиваются вдоль одного из трех кристаллогГ)афических направлений типа (»2): (1!2), либо— (12! ), либо -- (2» 3.

Когда пластина вырезана таким образом, что ось легкого намагничивания наведенной одноос пой rl IlèçoòðoïHH монокристалла точно совпадает с (» ), перпендикулярной плоскости пластины !т. е. под утлом 90 ), то все ориентации (! 12 > в плоскости являются равноправными. Это означает, что после размагничивания пластины переменным магнитным полем с убывающей

1116460 о нуля амплитудой, направленным перпендикулярно плоскости пластины, в ней формируются три системы полосовых доменов, в каждой из которых границы ориентированы вдоль одной из осей È2).

Для того, чтобы выделить одно из направлений (112>, как преимущественную ось анизотропии, пластину вырезают под углом к оси наведенной анизотропии, не равным 90 . Величина угла определяется из условия, чтобы доменные границы после размагничивания пластины переменным полем ориентировались вдоль проекции оси наведенной анизотропии на плоскость образца.

Таким образом формируют в плоскости носителя преимущественную ось анизотропии.

Величина угла зависит от величины и характера магнитной анизотропии конкретной пластины и различна для пластины разного состава.

Для устранения остаточного влияния многоосной анизотропии, проявляющегося в том, что часть доменных границ по своей ориентации отклоняется от преимущественной оси анизотропии, на носитель дополнительно воздействуют магнитным полем, величину и ориентацию которого определяют из условия образования в пластине одной системы строго параллельных друг другу доменных границ. Существенным влиянием многоосной анизотропии может быть в случае малых углов отклонения оси наведенной одноосной анизотропии от нормали к плоскости носителя, т. е. когда пл асти н а вырезана к оси наведенной одноосной анизотропии под углами 89 — 87 .

Регулярная полосовая доменная структура может быть получена и в эпитаксиально выращенных монокристаллических пленках феррит-гранатов, у которых подложка вырезана под углом к оси наведенной одноосной анизотропии, отличным от 90 .

В пластине, вырезанной из монокристалла магнитомногоосного материала с наведенной одноосной анизотропией под углом к оси наведенной одноосной анизотропии, величина которого определяется формированием в плоскости пластины преимущественной оси анизотропни, наблюдается полосовая доменная структура. Границы полосовы х доменов направлены вдоль преимущественнойй оси анизотропии, совпадающей с проекцией оси наведенной анизотропии на плоскость пластины.

Воздействием магнитного поля можно перемагнитить участки периодически повторяющихся областей (полосовых доменов) и создать таким образом новые домены, которые магнитными полями можно продвигать вдоль старых доменов. Границы старых доменов при этом не смещаются и не изменяют свою ориентацию, т. е. остаются

45 сп

55 неподвижными в некотором интервале полей. Подвижный домен при этом выполняет роль информационного домена, а неподвижный домен играет роль канала продвижения.

Наличие информационного домена в определенном месте в плоскости носителя информации соответствует записи логической «1», а отсутствие — записи логического «0».

Для изменения направления выстроенности каналов продвижения ПМД на пластину воздействуют параллельным ее поверхности магнитным полем, превышающим по величине поле насыщения пластины и ориентированным вдоль направлений

<1!2), составляющих с исходным направлением выстроенности каналов угол, отличный от 0 . Il< ëå может быть постоянным или знаконсрсменным.

Пример. Монокристалл феррита-граната (ТЬ Er Gd) > Fe - О,, вы ра ще нный из раствора в расплаве, приклеивается на гониометрический столик. В этом кристалле ось анизотропии, наведенная в процессе роста Монокристалла, совпадает с кристаллографической осью (111). С помощью метода Лауэ выводится кристаллографическая плоскость, составляющая с осью (111) угол 84 .

После этого гониометрический столик с кристаллом устанавливается на станке для резки кристаллов. Алмазным диском с внешней режущей кромкой от монокристалла отрезается плоскопараллельная пластина. Пластина механически шлифуется и полируется на алмазных пастах с постепенно уменьшающимся размером зерна до TQJllllHHbl -100 мкм и для снятия деформированного слоя полируется химически в ортофосфорной кислоте при 380 С в течение 15 с. Для получения равновесной доменной структуры пластина размагничивается переменным магнитным полем с амплитудой, плавно убы вающей от значения большого поля насыщения (-100 Э) до О. После этого пластина помещается на столик поляризационного микроскопа между анализатором и поляризатором, с помощью эффекта Фарадея в ней наблюдается регулярная система полосовых доменов, намагниченных вдоль (111) и (111), границы этих доменов располагаются вдоль направления (211), совпадающего с проекцией оси наведенной одноосной анизотропии (111) на плоскость пластины. Затем на периодически повторяющиеся области воздействуют магнитным полем от проводника с током соответствующей полярности и амплитуды и таким образом перемагничивают заданные участки чередующихся полосовых доменов. Перемагниченные участки представляют собой домены, имеющие ориентацию 1, отличную от направления 1 в остальйой неперемагниченной части домена. В информационном домене вектор ?

1116460

Составитель К).Розе ггаль

Редактор С. Тимохина Техред И. Верее Корректор О. „ 11говая

Заказ 6935/40 Тираж 574 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, Ж вЂ” 35. Раушская наб., д. 415

Филиал ППП «Патент», г. Ужгород, ул. Г1роектная, 4 направлен, например, вдоль (111), а в канале — вдоль (111). Таким образом, угол между векторами в информационном домене и канале составляет -70, поэтому между ними наблюдается значительный оптический контраст.

В м агнитном носителе, изготовленном согласно предложенному способу, перемагниченные участки полосовых доменов представляют собой домены, т. е. области однородной намагниченности, в которых вектор 1 ориентирован строго вдоль определенной кристаллографической оси. Так как в монокристаллах и монокристаллических пленках ферритов-гранатов отсутствует дисперсия осей легкого намагничивания, то по плоскости носителя вектор 1 не испытывает в них флуктуаций. В данном случае размеры информационных доменов однозначно определяются константами материала и не испытывают колебаний по плоскости носителя. Кроме того, перемагниченные и неперемагниченные участки полосовых доменов имеют существенно различные по величине нормальные компоненты векгоров намагниченности, поэтому они четко различаются по магнитооптическому контрасту как серые и черные области. Все это свидетельствует о том, что предложенный способ по сравнению с известным позволяет изготавливать магнитный носитель более высокого качества.

3а базовый объект был выбран способ изготовления магнитного носителя и нформации, включающий нанесение магнитной пленки FeNiCo на стеклянную подложку и избирательное повышение коэрцитивной силы магнитной пленки, осуществляемое раз10 личными методами (1).

Преимущество предложенного способа изготовления носителя информации по сравнени1о с объектом, выбранным за базовый, заключается в следующем. Для повышения плотности записи информации в базовом объекте необходимо применение материалОв с малой намагниченносп>ю насыщения/ В то же время уменьшение/» приводит к снижению эффективности считывания информации.

Согласно предложенному способу магнитный носитель изготавливается из феррит-граната, имеющего по сравнению с пермаллоем меньшую намагниченность насыщения, практически на порядок величины.

Это может позволить получать в данном случае информационные домены меньших размеров и, таким образом, реализовать большую плотност1> записи информации.