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L. P.E. garnet
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( 2 ) 転 送 方 法
次に転送方法について述べる。 V B Lの転送には磁竪の移動に{ ドって生じるジ ャイロ的な力を利用する。
図 2‑ 1 0のループ状導 体 (1 )にパルス電流を印力11するとー僚 な パ ル ス バ イ ア ス 磁 界 を 発 生 す る 。 こ の よ う な一 様 な パ ル ス パ イ ア ス 磁 界 を 印 加 し た 場 合 、 ス ト ラ イ ブ 磁 区 側 壁 部 の 磁 壁 は 互 い に 逆 方 向 に、 新 た な 安 定帽になるまで移動する。
ル ー プ 状 導 体 電 流 に よ る 安 定 方 法 で は ス ト ラ イ ブ 磁 区 に働 く 安 定 カ が 弱 く 磁 壁 が 湾曲しやすい。このため、 V B L対 の 有 無 に よ る 磁 墜 速 度 の 差 か ら 、 図 2‑1 1
( a ) に 示 す よ う にV B L近 傍 で は 相 手 側 ( 図 中 下 側 ) の 磁 壁 が 早 く 移 動 し、 新 た な 安 定 幅 に 達 し て し ま い、V B L対 近傍 の 磁 壁 はV B Lの な い 磁 墜 に 比 べ 移 動 距 離 が 小 き く な る 。 し た が っ て、 ル ー プ状 導 体 電 流 に よ り 安 定 化 さ れ た ス ト ラ イ プ 磁 区 に お い て は 、 ポ テ ン シ ャ ル ウ ェ ル 周 期 が 長 い 場 合 、 一 様 パ ル ス パ イ ア ス 磁 界 に よ っ て ピ ッ ト 転 送 に 十 分 な 駆 動 力 ( ジ ャ イ ロ カ ) を V B Lに与 え る こ と は困 難 で あ る 。 さ ら に パ ル ス 振 幅 の 上 限 は 新 た な V B Lの 発 生 に よ って制限される。
そ こ で 図 2‑ 1 0の 二 線 平 行 導 体 (2 ) に 印 加 し た パ ル ス 電 流 が 作 る 膜 厚 方 向 の 磁 界 勾 配 に よ り ス ト ラ イ ブ 磁 区 を 並 進 運 動 さ せ 、 そ の と き 生 じ る ジ ャ イ ロ カ に よってV B L対 を 転 送 さ せ る 方 法 を 用 い る 。 こ の 転 送 方 法 は V B L対 の 周 回 転 送 が で き ず 実 用 的 で は な い 。 し か し な が ら 、 図 2‑11 (b)に 示 す よ う に ス ト ラ イ プ 磁 区 側 壁 部 の 磁 墜 が 同 方 向 に 移 動 す る た め 減 磁 界 の 増 加 が な く 磁 壁 の 移 動 距 離 を 大 き く と れ る 。 磁 界 勾 配 に よ る 磁 壁 の 移 動 距 麟 は 平 行 導 体 に 印 加 す る パ ル ス 電 流 の 振 幅 と 幅 の 積 に 比 例 す る 。 ま た 、 パ ル ス 振 幅 は一様 パ ル ス パ イ ア ス 磁 界 の 立 ち 上 が り に 相 当 し 、 駆 動 力 の 大 き さ は こ れ に 比 例 す る 。
( 3 ) シ ミ ュ レ ー シ ョ ン 結 果
シ ミ ュ レ ー シ ョ ン に お け る 転 送 条 件 を 以 下 に 記 す 。 ス ト ラ イ ブ 磁 区 安 定 化 周一 定 バ イ ア ス 磁 界 は 50 O e と し 、 ス ト ラ イ ブ 磁 区 長 手 援 線 方 向 に V B L対 安 定 化 用 と し て 5 O eの一様 面 内 磁 界 を 想 定 し た 。 ル ー プ 状 導 体 電 流 は 7 0 m A、ビッ
ト 位 置 規 定 用 電 流 は4 m Aと し た 。 こ の と き 発 生 す る ポ テ ン シ ャ ル ウ ェ ル の 振 幅 は 1 O eで あ る 。 磁 壁 抗 磁 力 は 同 じ 磁 性 ガ ー ネ ッ ト 膜 を 用 い た 試 作 素 子 に お け る ス ト ラ イ プ 磁 区 移 動 の 予 備 実 験 結 果 よ り O. 4 7 O e とした。
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①
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( b)
VBL
の 転 送 方 法一 様 パ ル ス バ イ ア ス 磁 界 に よ る 転 送 バ イ ア ス 方 向 の 磁 界 勾 配 に よ る 転 送 図 2 ‑ 1 1
( a ) ( b )
実 線 : 駆 動 磁 界 印 加 前 破 線 : 駆 動 磁 界 印 力 日 中
‑:J
B ‑
図2‑ 1 2に パ ル ス 的 な 磁 界 勾 配 に よ る 孤 立 V B L対 の ピ ッ ト 転 送 シ ミ ュ レ ー シ ョ ン の 結 果 を 示 す 。 ご の 図 は 駆 動 用 磁 界 勾 配 を 発 生 す る パ ル ス 電 流 の 帽 に 対 す る 振 幅 マ ー ジ ン を 表 し て お り 、 破 線 で 閉 ま れ た 領 域 が 1ビ ッ ト 転 送 す る パ ル ス 電 流 振 幅 に 相 当 す る 。 図 2‑ 1 0に示した二線 平 行 導 体 (2 ) は ル ー プ 状 導 体 の 中 心 で 電 流 1A当り 2. 6 Oe / μ mの バ イ ア ス 方 向 の 磁 界 勾 配 を 発 生 す る 。 パ ル ス 幅 を 大 き く す る に し た が いV B L対 の ピ ッ ト 転 送 に 必 要 な パ ル ス 電 流 振 幅 が 小 き く な っ て い る 。 図 中A、 B は そ れ ぞ れ の 転 送 エ ラ ー モ ー ド を 表 し て お り 、 Aで はV B Lは 2ビット以上転送し、 Bではパルス磁界印力IJ前 の 初 期 ピ ッ ト 位 置 か ら V B Lが転送きれなかった。
2 ‑ 5 ‑ 2 ピ ッ ト 転 送 実 験
前 節 の シ ミ ュ レ ー シ ョ ン 結 果 を 基 に 素 子 を 試 作 し 、
VBL
対 の ピ ッ ト 転 送 実 験 を 行 っ た 。 各 導 体 の 寸 法 は 図 2‑ 1 0と 同 じ で あ る 。 導 体 はA uの 蒸 着 膜 を イ オ ン ミ リ ン グ に よ る ド ラ イ エ ッ チ で バ タ ー ニ ン グ す る こ と に よ り 作 製 し 、 ス ペ ー サ に は ハ ー ド ベ ー ク し た ポ ジ 型 フ ォ ト レ ジ ス ト を 用 い た 。図2‑ 1 3に パ ル ス 的 な 磁 界 勾 配 に よ る V B L対 の ピ ッ ト 転 送 実 験 の 写 真 を 示 す 。 中 央 の 長 方 形 の パ タ ー ン は 偏 光 顕 微 鏡 に よ る 観 察 用 の 反 射 膜 で あ り 、 1層目 の 導 体 層 に 配 し た 。 図 (a ) は 転 送 パ ル ス 印 加 前 、 図 (b ) は 印 加 後 で あ る 。 図 ( a )、 ( b ) は と も に ロ ッ キ ン グ 法 に よ る 観 察 中 の 写 真 で あ り 、 図 中 矢 印 で 示 し た ス ト ラ イ プ 磁 区 の く び れ の と こ ろ がV B L対 の 位 置 で あ る 。 転 送 パ ル ス 印 加 後 ( 図 (b) )、 V B L対 は 初 期 位 置 ( 図 (a ) )より 2本 左 側 の ジ グ ザ グ 状 導
体下に移動しており、 1ピット転送されているのがわかる。
図2‑1 4に 実 験 結 果 を 示 す 。 図 2‑1 2と同様に V B L対が 1ピ ッ ト 転 送 す る パ ル ス 電 流 振 幅 マ ー ジ ン を 表 し て お り 、 機 軸 は パ ル ス 幅 で あ る 。 転 送 条 件 は シ ミ ュ レ ー シ ョ ン と 同 じ で あ り 、 磁 界 勾 配 発 生 の た め の パ ル ス 電 流 の 立 ち 上 が り 時 間 及 び 立 ち 下 が り 時 間 は そ れ ぞ れ 20 n s、60 n sとした。 V B L対のピット 転 送 に 必 要 な パ ル ス 磁 界 振 幅 は シ ミ ュ レ ー シ ョ ン の 場 合 と 問 機 に パ ル ス 帽 を 大 き
く す る に し た が い 小 き く な っ て い る 。 パ ル ス 幅 が2及び3μsのとき O. 3 4 A 士10. 5 % の パ ル ス 振 幅 マ ー ジ ン を 得 た 。 ま た 、 パ ル ス 振 幅 がO. 1 5 A以下
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転 送 パ ル ス 電 流 の 帽 に 対 す る ビ ッ ト 転 送 振 幅 マ ー ジ ン ( シ ミ ュ レ ー シ ョ ン 〉
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2 Tw
。
図 2 ‑ 1 2
(α)
(b)
図 2 ‑ 1 3 パ ル ス 的 な 磁 界 勾 配 に よ る 転 送 実 験 ( ロ ッ キ ン グ 法 に よ る 観 察 写 輿 )
( a ) 転 送 パ ル ス
f U J m
前( b )
転 送 パ ル ス 印 加 後‑~ 1 ‑
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