(φ O) 一 工 a
ー
2
8
104 6
r
(μm)‑ 3 2 0
︑ ︐ ︐ ︐ 3
ι u
︐ ︐
E︑
1.5μm
2
︒ ィ
( ︒
O) 丘一 工
‑ 2
8
10 4 6r (μm)
‑ 3 2
03.0μm
3
。
2
o ω
a
工
‑ 1
(c)
ー
2
8
104 6
r (μm)
‑ 3 2 0
V B L対 に 働 く 実 効 磁 界 : 正 弦 波 状 ポ テ ン シ ャ ル ウ ェ ル (振幅 1 O e )と V B L対 問 の 相 互 作 用 の 合 成 磁 界 図
3 ‑ 2
2 μ m 5 μ m O μ m
•••
1i
唱iqu
( a ) ( b ) ( c ) ポ テ ン シ ャ ル ウ ェ ル 周 期 :
‑5 1 ‑
wall a b
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= 4 J :
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一 一 ‑ 一 J reglon 1 石ー五r‑‑ .日〔 I d で匝ナプー ;IEf 十一‑‑‑ ‑‑
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ns
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1+l::+1:+l:+l::::::
例:( b ) 1 1 00 ns
pulse shape rise time fall time
100 1000
ns ns
図 3 ‑ 3 1 0 0 % グ ル ー ピ ン グ に よ り 安 定 化 さ れ た ス ト ラ イ プ 磁 区 磁 壁 中 に お け る V B L対 の 転 送 シ ミ ュ レ ー シ ョ ン 結 果
( a ) 駆 動 磁 界 印 加 前
( b ) 駆 動 磁 界 印 加 後 ( ク ラ ス タ 化 に よ る エ ラ ー )
‑5 2 ‑
Gauss、 幅 1. 5 μ m、厚き 5o
i
、 磁 性 ガ ー ネ ッ ト 膜 表 面 か ら の ス ペ ー サ 厚O.
5 μ mの も の で あ り 、 磁 壁 接 線 方 向 に 振 幅1
Oeの 正 弦 波 状 商 内 磁 界 を 発 生 す る 。 ス ト ラ イ プ 磁 区 安 定 化 用 と し て一 定 バ イ ア ス磁界40
O eを 、 ま たVBL
対 安 定 化 用 と し て ス ト ラ イ ブ 磁 区 長 手 接 線 方 向 に
VB L
対 聞 の磁 化方 向 と 逆 方 向 に5 Oeの一様 面 内 磁 界 を 仮 定 し た 。 従 来 は 駆 動 用 パ ル ス パ イ ア ス 磁 界 に は 立 ち 上 が り が 急 峻 で 立 ち 下 が り が 緩 や か な 非 対 称 台 形 波 パ ル ス 磁 界 が 用 い られている。し か し な が ら 、 駆 動 磁 界 発 生 回 路 の 情 成 の 簡 易 き の 観 点 か ら、 こ こ で は よ り 発 生 が 容 易 な 非 対 称 三 角 波 パ ル ス 磁 界 を 用 い た 。 パ ル ス 磁 界 の 立 ち 上 が り 時 間 及 び立 ち 下 が り 時 間 は そ れ ぞ れ 10 0 n s及 び 1μsで 、 振 幅 は 9 O eで あ る 。 図
( a )は初期状態(駆動磁界印加前)、 ( b ) は 駆 動 磁 界 が 印 加 さ れ 始 め て か ら 1100ns後 、 つ ま り 駆 動 磁 界 が 切 れ た 直 後 ( 駆 動 磁 界 印 加 後 ) の シ ミ ュ レー シ ョ ン 結 果 で あ り 、 矢 印 は そ れ ぞ れ
VBL
を 表 し て い る 。 図 (b
) で は 下 側 の 磁 壁 中 で い く つ か のVBL
対 ( "d"
、 "e"
と"f"及 び "g"と"h"
)が駆 動 磁 界 印 加 後 に ク ラ ス タ と な り 転 送 エ ラ ー し て い る の が わ か る 。図3‑ 2よ り こ の 材 料 の 場 合 、 ポ テ ン シ ャ ル ウ ェ ル 周 期 は 1. 5 μ mが 密 度 と 転 送 特 性 の う え で 最 も 適 切 で あ る と 考 え ら れ る 。 実 際 、 に 上 記 の よ う な 転 送 シ ミ ュ レ ー シ ョ ン を 行 っ た と こ ろ、周期
1 .
2 μ mではVBL
対 問 の 吸 引 作 用 に よ る 転 送 エ ラ ー の た め に ピ ッ ト 転 送 す る パ ル ス パ イ ア ス 振 幅 マ ー ジ ン は 大 幅 に 劣 化 し た 。この周期 1. 5 μ mの 場 合 に つ い て 、 ポ テ ン シ ャ ル ウ ェ ル の 振 幅 を 1 O e (面内 磁 化 膜 の 膜 厚 :2 4 0 A) と し 、 上 記 と 同 条 件 で 転 送 シ ミ ュ レ ー シ ョ ン を 行 っ た 結 果 、 す べ て の
VBL
対が1
ピ ッ ト 転 送 す る パ ル ス バ イ ア ス 磁 界 振 幅 マ ー ジ ン として 3. 0 Oe士8. 3 %を得た。
以 上 、 ビ ッ ト 周 期 は ポ テ ン シ ャ ル ウ ェ ル と
VBL
対 聞 の 相 互 作 用 に 等 価 な 磁 界 と の 合 成 磁 界 を 基 に 適 正 化 す る 必 要 が あ る こ と を 示 し た 。 こ のVBL
対 聞 の 相 互 作 用 に 等 価 な 磁 界 の ピ ー ク 位 置 及 び 大 き さ はVBL
対 が 持 つ 磁 荷 の 大 き さ と 交 換 ス テ フ ィ ネ ス 定 数 に よ り 決 ま る が 、 こ れ ら は 磁 性 ガ ー ネ ッ ト 膜 の 材 料 に よ り 異 な る 。 し た が っ て マ イ ナ ー ・ ル ー プ に お い て ポ テ ン シ ャ ル ウ ェ ル 周 期 を 最 適 化 す る に は 材 料 定 数 と 整 合 を と る 必 要 が あ る こ と が わ か っ た 。‑53‑
3 ‑3 ポテンシャルウェル の 発生 方 法
フ ィ ー ル ド ア ク セ ス 方 式 で は ピット位置規定周ポ テ ン シ ャル ウ ェ ル の発生にい く つ か の 方 法 が あ る 。 ポ テ ンシャ ル ウ ェ ル の定量 化 は そ の 振 幅 等 を 最 適 化 し 転 送 路 の 設 計 を 行 う 際 に 有 効 な 指 針 と な る 。 本 節ではポテンシ ャルウ ェ ル の発生 方 法
に つ い て 述 べ、その評価を行う。
( a ) 面 内 磁 化 膜
図 3 ‑ 4に 示 す よ う に 短 軸 方 向 に 磁 化 さ れ た 短 冊 状 面 内 磁 化 膜 を ス ト ラ イプ磁 区 に 直 交 す る よ う に 周 期 的 に 並 べ る と、磁 性 膜 パ タ ーン端 部 に 生 じ る 磁 荷 か ら の 浮 遊 磁 界 に よ り 磁 気 ポ テ ン シ ャ ル ウ ェ ル を 発 生 で き るB)。 ビ ッ ト 位 置 規 定 周 ポ テ ン シ ャ ル ウ ェ ル の 発 生 に 必 要 な 面 内 磁 化 膜 の 膜 厚 が 非 常 に 薄 い こ と に 着 目 す る こ と で 、 図 の よ う に パ タ ー ン エ ッ ヂ 部 に 無 限 に 長 い 線 磁 荷 が 発 生 す る 磁 界 と し て ポ テ ン シ ャ ル ウ ェ ル を 計 算 す る こ と が で き る 。 こ の 時、線 磁 荷 の 大 き さ は 商 内 磁 化 膜 の 残 留 磁 化Mrと膜厚hmの 積 と な る 。 ま た 、 必 要 な 膜 厚 が 薄 いこと か ら 面 内 磁 化 膜 は 微 細 加 工 す る の に 適 し て い る と い え る 。 計 算 結 果 の一例 を 図
3‑5
に示す。面 内 磁 化 膜 の 残 留 磁 東 密 度 は 50 0 0 Gauss、 膜 厚 は 3 0 0 A、 周 期 は 1. 5 μ m、 幅 はO. 7 5μmと し 、 磁 性 ガ ー ネ ッ ト 膜 と の ス ペ ー サ 厚
t
はO. 5 μ m と し た 。 実 線 は ス ト ラ イ プ 磁 区 長 手 接 線 方 向 の 面 内 成 分Hipを 表 し 、 点 線 は 膜 厚 方 向 成 分Hzを表す。 Hip、Hzは90。 位 相 の ず れ た 振 幅 の ほ ぼ 等 し い 正 弦 波 で あ り 、 面 内 成 分H
ipによってVBL
対 の ピ ッ ト 位 置 が 規 定 さ れ る 。 図3‑6
はそ れ ぞ れ ポ テ ン シ ャ ル ウ ェ ル 振 幅Haの (a ) 面 内 磁 化 膜 と ガ ー ネ ッ ト 膜 問 の ス ペ ー サ 厚 依 存 性 及 び (b ) 面 内 磁 化 膜 パ タ ー ン 幅 依 存 性 を 示 し て お り 、 他 の 条 件 は 図3 ‑ 5と 同 じ と し た 。 ポ テ ン シ ャ ル ウ ェ ル の 振 幅 は 図 3‑5に 示 す よ う に 面 内 成 分Hipの 尖 頭 値 の 半 分 で 定 義 し て い る 。 ス ペ ー サ 厚 、 パ タ ー ン 幅 は と も に ポ テ ン シ ャ ル ウ ェ ル の 振 幅 に 影 響 す る が 、 パ タ ー ン 幅 に 比べて ス ペーサ!事の影留は著し く 大 き い 。 し た が っ て 、 素 子 作 製 時 に は ス ペ ー サ 厚 の 均一性 に 特 に 注 意 し な け れ ば な ら な い 。 ポ テ ン シ ャ ル ウ ェ ル の 振 幅 は ス ペ ー サ 厚 及 び 面 内 磁 化 膜 の 験 厚 に よ
り制御できる。
短 冊 状 に バ タ ー ニ ン グ し た 磁 化 膜 を 短 軸 方 向 に 磁 化 す る と パ タ ー ンエ ッ ヂ 部 で
‑ 54 ‑
m =Mr.hm
garnet L . P . E .
面 内 磁 荷 膜 に よ る ポ テ ン シ ャ ル ウ ェ ル の 発 生 図 3‑4
ロ工
N
E 3
2
(φO)工
‑ Hip
. Hz
‑ 2
P/ 2 =.75ドm‑ 3
5 μ m ) 面 内 磁 荷 膜 が 発 生 す る ポ テ ン シ ャ ル ウ ェ ル の 波 形
( 残 留 磁 東 密 度 5 0 0 0 Gauss、 膜 厚 3 0 0 A、
幅 :
o .
7 5 μ m、 周 期 1. 5 μ m、 ス ペ ー サ 厚o .
h h :J 1: 図