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JPH06103590B2 - Writing method of magnetic memory element - Google Patents
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JPH06103590B2 - Writing method of magnetic memory element - Google Patents

Writing method of magnetic memory element

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JPH06103590B2
JPH06103590B2 JP61002399A JP239986A JPH06103590B2 JP H06103590 B2 JPH06103590 B2 JP H06103590B2 JP 61002399 A JP61002399 A JP 61002399A JP 239986 A JP239986 A JP 239986A JP H06103590 B2 JPH06103590 B2 JP H06103590B2
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JP
Japan
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domain
stripe
tip
stripe domain
magnetic field
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JP61002399A
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靖治 檜高
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NEC Corp
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Description

【発明の詳細な説明】 (産業上の利用分野) 本発明は不揮発性の超高密度固体磁気記憶素子に関す
る。
Description: TECHNICAL FIELD The present invention relates to a nonvolatile ultra-high density solid-state magnetic memory element.

(従来の技術) 本素子に於いてもっとも重要な部分の一つは情報書込み
部である。本磁気記憶素子は情報読み出し手段と情報書
き込み手段と情報蓄積手段を備えてなり、且つ、該ブロ
ッホライン(以下、VBLと称する)の対をブロッホ磁壁
内で転送する手段を有している。
(Prior Art) One of the most important parts in this device is an information writing part. The magnetic storage element comprises information reading means, information writing means, and information storage means, and has means for transferring the pair of Bloch lines (hereinafter referred to as VBL) in the Bloch domain wall.

このような磁気記憶素子に於いては情報をVBL対の形で
ストライプドメイン内に書き込む手段が不可欠である。
従来は該ストライプドメイン先端部を第3図に示すよう
にダイナミックに押し、それによる磁壁の移動速度を利
用して、先端部のみで磁壁磁化を反転させ、その両端に
VBLを形成して、これらの2本のVBLを対とした。
In such a magnetic memory element, a means for writing information in the stripe domain in the form of VBL pairs is indispensable.
Conventionally, the tip end of the stripe domain is dynamically pushed as shown in FIG. 3, and the domain wall magnetization is inverted only at the tip end by utilizing the moving speed of the domain wall caused by the push, and the two ends are
VBLs were formed and these two VBLs were paired.

但し、この方法で形成した2本のブロッホラインは符号
が互いに異なり、擾乱によって、互いに再結合しやすい
欠点を持っているため、更に、該2本のVBLの中の一本
の符号を変える操作が必要であった。この手順を第3図
を使って説明する。第3図(a)の3の位置にある情報
記憶用のストライプドメイン先端部を3′の位置まで引
き伸ばす。そのとき、VBL4は3′の位置に移動してい
る。
However, the two Bloch lines formed by this method have different signs, and because they have the drawback of being easily recombined with each other due to disturbance, an operation to change the sign of one of the two VBLs Was needed. This procedure will be described with reference to FIG. The tip end of the stripe domain for storing information at the position 3 in FIG. 3 (a) is extended to the position 3 '. At that time, VBL4 is moving to the 3'position.

この状態に対して、導体パターン10,11,12に互いに平行
電流を与え、ドメイン先端部に右向きの面内磁界を与え
つつ、導体パターン24にパルス電流を与え、3′の位置
にあるVBL4を左向きにダイナミックに移動させる。そう
すると、先ず、VBL4が局所面内磁界との相互作用によ
り、導体パターン10の左端に保持される。そのあと、
3′の位置にあるストライプドメインの先端部の磁壁磁
化が反転し、その両端に正、負、2本のVBL25,26が第3
図(b)に示すように書き込まれる。
In this state, parallel currents are applied to the conductor patterns 10, 11 and 12 and a pulse current is applied to the conductor pattern 24 while applying a rightward in-plane magnetic field to the domain tip, and VBL4 at the 3'position is set. Dynamically move to the left. Then, first, VBL4 is held at the left end of the conductor pattern 10 by the interaction with the local in-plane magnetic field. after that,
The domain wall magnetization at the tip of the stripe domain at the 3'position is reversed, and positive and negative two VBLs 25 and 26 are placed at both ends of the third
It is written as shown in FIG.

この状態に対して、導体パターン11,12の電流を切る
と、第3図(c)に示すように、負のVBL26がVBL4へ近
ずいて行く。そして、VBL4,26からなるVBL対、27が形成
される。そのあと、3′の位置にあるストライプドメイ
ンの先端部に残っている正のVBL、25を導体パターン8,9
に平行電流を与えてドメイン先端部を切断することによ
り、切り取られたバブルドメインと共に取り除き、同時
に、3′の位置にあるストライプドメインの先端部には
新たに負のVBLを書き込む。ここまでの一連の動作によ
り、1ビットの書き込みを完了する。
In this state, when the current of the conductor patterns 11 and 12 is cut off, the negative VBL26 approaches VBL4 as shown in FIG. 3 (c). Then, a VBL pair 27 composed of VBL4, 26 is formed. After that, the positive VBL, 25 remaining at the tip of the stripe domain at the 3'position is connected to the conductor patterns 8, 9
A parallel current is applied to the edge of the domain to cut it off, so that it is removed together with the cut out bubble domain, and at the same time, a new negative VBL is written to the edge of the stripe domain at the 3'position. By the series of operations up to this point, the writing of 1 bit is completed.

(発明が解決しようとする問題点) 従来の書き込み法では、ストライプドメイン先端部磁壁
をダイナミックに移動させる磁界の大きさを精度良く制
御する必要がある。何故ならば、VBLを安定に書き込む
磁界の大きさの許容範囲が狭い。そのため、第3図に示
す磁界を発生する導体パターン、24とストライプドメイ
ン先端部磁壁、3′の位置にあるストライプドメインの
先端部との距離を一定に保つことが非常に重要である。
(Problems to be Solved by the Invention) In the conventional writing method, it is necessary to accurately control the magnitude of the magnetic field that dynamically moves the domain wall at the tip of the stripe domain. This is because the allowable range of the magnetic field for writing VBL stably is narrow. Therefore, it is very important to keep a constant distance between the conductor pattern 24 for generating the magnetic field shown in FIG. 3 and the stripe domain tip domain wall and the tip of the stripe domain at the position of 3 '.

しかるに、ストライプドメイン先端部は、その本質的な
特性であるが、ストライプドメイン形状を制御するた
め、膜面に垂直方向に加えている静磁界Hzの増減に対し
て、非可逆的に縮み、また伸びる。
However, although the stripe domain tip is an essential characteristic, it shrinks irreversibly with respect to the increase or decrease of the static magnetic field Hz applied in the direction perpendicular to the film surface to control the stripe domain shape, and extend.

従って、先端部磁壁と導体パターンとの距離を一定に保
つための制御は至難の技であり、この点を解決する手段
を見い出すことがこの素子の実用化上、重要であった。
本発明ではこの問題を解決する新しい方法を提示する。
Therefore, it is extremely difficult to control the distance between the tip domain wall and the conductor pattern to be constant, and finding a means for solving this point was important for practical use of this element.
The present invention presents a new method to solve this problem.

(問題点を解決するための手段) 本発明は、情報読み出し手段、情報書き込み手段、及
び、情報蓄積手段を有し、かつ、膜面に垂直な方向を磁
化容易方向とする強磁性体(フェリ磁性体を含む)膜に
存在するストライプドメインの境界のブロッホ磁壁中に
作った相隣る2本の垂直ブロッホラインの対をブロッホ
磁壁内で転送する手段を有し、前記強磁性体膜内の前記
ストライプドメインを用いた磁気記憶素子において、前
記ストライプドメインの先端部の外周磁壁の一部をメイ
ジャーライン部に向かって引き伸ばして安定化させ、こ
の引き伸ばしたストライプドメインの先端部に局所的に
前記ストライプドメインの長手方向に面内磁界を加える
ことにより、水平ブロッホラインを発生させ、この局所
面内磁界が加わっている領域において、前記ストライプ
ドメインを切断する方向にパルス磁界を印加することに
より、前記水平ブロッホラインをパンチスルーさせた後
に、前記ストライプドメインを切断するようにしたもの
である。
(Means for Solving Problems) The present invention has a ferromagnetic material (ferrite) having an information reading means, an information writing means, and an information accumulating means, and having a direction perpendicular to the film surface as an easy magnetization direction. (Including the magnetic substance), a means for transferring pairs of two adjacent vertical Bloch lines formed in the Bloch domain wall at the boundary of the stripe domain existing in the film, in the Bloch domain wall, In the magnetic storage element using the stripe domain, a part of the outer peripheral magnetic wall at the tip of the stripe domain is stretched and stabilized toward the major line portion, and the stripe is locally formed at the tip of the stretched stripe domain. A horizontal Bloch line is generated by applying an in-plane magnetic field in the longitudinal direction of the domain, and in the region where this local in-plane magnetic field is applied, By applying a pulse magnetic field in the direction of cutting the stripe domain, the horizontal Bloch line is punched through, and then the stripe domain is cut.

(作用) 本発明に於いて、VBLを全く持たないストライプドメイ
ン(以下、X−ストライプと称する)を切断して、VBL
を注入する過程を説明する。第2図(a)はX−ストラ
イプを示している。図には磁壁の中心面の磁化の膜厚方
向変化を示している。13は膜上面、5は膜中心、14は膜
下面である。Hzはストライプドメイン保持用のバイアス
磁界である。
(Operation) In the present invention, a stripe domain having no VBL (hereinafter, referred to as X-stripe) is cut to obtain VBL.
The process of injecting is explained. FIG. 2 (a) shows an X-stripe. The figure shows changes in the film thickness direction of the magnetization of the center plane of the domain wall. 13 is the upper surface of the film, 5 is the center of the film, and 14 is the lower surface of the film. Hz is a bias magnetic field for holding the stripe domain.

次に、該X−ストライプの長手方向に沿って面内磁界Hi
pを第2図(b)に示すように加える。そうすると、Hip
と逆むきの磁化を持つ側壁20では、膜の上、下両面から
水平ブロッホライン15,16が発生し、第2図(b)に示
す状態が得られる。この状態に、第2図(c)に示すよ
うに膜上面に2本の導体パターン8,9を配置し、該2本
の導体パターンに挟まれた領域にHzと同じ向きの磁界を
発生するように、導体パターンにパルス電流を与える。
そうすると、磁壁がダイナミックに移動し、それに伴
い、水平ブロッホラインに矢印で示すジャイロ力Fglが
働き、水平ブロッホライン15が膜下面からパンチスルー
する。そして、第2図(d)に示すような2本のVBL21,
22が入ったトランジェントな状態が得られる。
Next, the in-plane magnetic field Hi is set along the longitudinal direction of the X-stripe.
p is added as shown in FIG. 2 (b). Then Hip
On the side wall 20 having the opposite magnetization, horizontal Bloch lines 15 and 16 are generated from both upper and lower surfaces of the film, and the state shown in FIG. 2 (b) is obtained. In this state, as shown in FIG. 2 (c), two conductor patterns 8 and 9 are arranged on the upper surface of the film, and a magnetic field having the same direction as Hz is generated in the region sandwiched by the two conductor patterns. Thus, a pulse current is applied to the conductor pattern.
Then, the domain wall dynamically moves, and the gyro force Fgl indicated by the arrow acts on the horizontal Bloch line accordingly, and the horizontal Bloch line 15 punches through from the lower surface of the film. Then, as shown in FIG. 2 (d), two VBL21,
A transient state with 22 is obtained.

この状態ではストライプドメインの上、下2つの側壁の
中心磁化は互いに平行になっている。この状態に引き続
きパルス磁界を加えることにより、ストライプドメイン
は最終的に切断され、第2図(e)に示す2つのドメイ
ンになる。それぞれのドメイン磁壁内には負同士のVBL2
1,23または異符号のVBL23′,22がそれぞれ2本ずつ注入
されている。ここで見い出した1つのドメイン磁壁内に
2本の負のVBLを注入する機構を本素子に於けるVBL対の
書き込みに利用したのが本発明の骨子である。
In this state, the central magnetizations of the upper and lower sidewalls of the stripe domain are parallel to each other. By subsequently applying a pulsed magnetic field in this state, the stripe domain is finally cut into two domains shown in FIG. 2 (e). Negative VBL2 in each domain domain wall
Two 1,2 or VBLs 23 ', 22 with different signs are injected. It is the essence of the present invention that the mechanism for injecting two negative VBLs into one domain domain wall found here was used for writing a VBL pair in this element.

(実施例) 本発明の内容を実施例を使って説明する。第1図(a)
〜(d)はストライプドメイン先端部に形成したVBL対
書き込み部の基本構成である。3はストライプドメイン
先端部であり、先端にあるVBL4は初期状態に必然的に入
っているものである。7はVBL対の書き込み時にストラ
イプドメインを引き伸ばすために用いる導体パターンで
ある。10,11,12は該ストライプドメイン先端部にドメイ
ン長手方向に局所面内磁界を発生するための導体パター
ンである。8,9はドメイン先端部切断用の導体パターン
である。
(Example) The content of this invention is demonstrated using an Example. Fig. 1 (a)
(D) shows the basic configuration of the VBL pair write section formed at the tip of the stripe domain. 3 is the tip of the stripe domain, and VBL4 at the tip is necessarily in the initial state. Reference numeral 7 is a conductor pattern used for extending the stripe domain when writing the VBL pair. 10, 11 and 12 are conductor patterns for generating a local in-plane magnetic field in the domain longitudinal direction at the tip of the stripe domain. Reference numerals 8 and 9 are conductor patterns for cutting the domain tip.

次に動作について説明する。まず、先端のVBL4を情報書
き込み時に側壁へ移動させるため、導体パターン10,11,
12に平行電流を与え、ストライプドメイン先端部に長手
方向に右向きの面内磁界Hipを与えつつ、導体パターン
7にパルス電流を与えて、ストライプドメイン先端部を
該書き込み部に導く。そうすると、該VBL4はこの場合、
上側の側壁に沿って、導体パターン10の左端まで移動
し、Hipとの相互作用で、その位置に安定化される。
Next, the operation will be described. First, in order to move the VBL4 at the tip to the side wall at the time of writing information, the conductor patterns 10, 11,
A parallel current is applied to 12 and a pulse current is applied to the conductor pattern 7 while applying a longitudinal rightward in-plane magnetic field Hip to the tip of the stripe domain to guide the tip of the stripe domain to the write section. Then, in this case, the VBL4
It moves to the left end of the conductor pattern 10 along the upper side wall, and is stabilized at that position by the interaction with the hip.

そして、導体パターン10から右の部分の磁壁構造は第1
図(a)に示すようになっている。このドメインに導体
パターン8,9に矢印で示す向きに互いに反平行の電流を
与え、8,9に挟まれた領域にHzと同じ向きのパルス磁界
を与えて、水平プロッホライン15をパンチスルーさせ
る。そうすると、第1図(c)に示すように、2本のVB
L17,18が磁壁の中に書き込まれたトランジェントな状態
が形成される。この状態に対して、8,9の電流による磁
界が引き続き加わり、ドメインが切断される。この結
果、ストライプドメイン先端部に2本の負のVBL17,19が
書き込まれる。
The domain wall structure on the right side of the conductor pattern 10 is the first
It is as shown in FIG. Currents antiparallel to each other are applied to the conductor patterns 8 and 9 in the directions indicated by arrows in this domain, and a pulse magnetic field in the same direction as Hz is applied to a region sandwiched between 8 and 9 to punch through the horizontal Ploch line 15. Then, as shown in Fig. 1 (c), two VB
A transient state in which L17 and L18 are written in the domain wall is formed. Against this state, the magnetic field due to the current of 8 and 9 is continuously applied, and the domain is disconnected. As a result, two negative VBLs 17 and 19 are written at the tip of the stripe domain.

(発明の効果) 本発明により、ストライプドメイン磁壁を情報記憶部と
するブロッホラインメモリにおいて、安定した情報書き
込み法が確立され、従来のストライプドメイン先端部を
ダイナミックに押して情報を書き込んでいたのに比べ
て、動作が格段に安定化された。
(Effects of the Invention) According to the present invention, a stable information writing method is established in a Bloch line memory in which a stripe domain domain wall is used as an information storage unit. And, the movement was remarkably stabilized.

【図面の簡単な説明】[Brief description of drawings]

第1図は本発明のVBL対をストライプドメイン先端部に
書き込む部分の基本構成を示す図。第2図は本発明に使
われているVBL対の書き込み動作の基本構成を示す図。
第3図は従来のVBL対書き込み法の一例を示す図。 1……ストライプドメイン、2……ストライプドメイン
磁壁、3,3′……ストライプドメイン先端部、4……VB
L、5……膜厚中心に於ける磁壁中心の磁化、6……ス
トライプドメイン内の磁化、7……ストライプドメイン
先端部引き伸ばし用導体パターン、8,9……ストライプ
ドメイン先端部切断用導体パターン、10,11,12……局所
面内磁界発生用導体パターン、13……膜上面の磁壁磁
化、14……膜下面の磁壁磁化、15,16……水平ブロッホ
ライン、17……負のVBL、18……正のVBL、19,19′……
ドメイン切断によって入った負のVBL、20……側壁、21
……負のVBL、22……正のVBL、23,23′……ドメイン切
断によって入った負のVBL、24……VBL対書き込み用導体
パターン、25……ドメイン先端部に入った正のVBL、26
……ドメイン先端部に入った負のVBL、27……負のVBLか
らなるVBL対。
FIG. 1 is a diagram showing a basic configuration of a portion in which a VBL pair of the present invention is written at the tip of a stripe domain. FIG. 2 is a diagram showing the basic configuration of the write operation of the VBL pair used in the present invention.
FIG. 3 is a diagram showing an example of a conventional VBL pair writing method. 1 ... Stripe domain, 2 ... Stripe domain domain wall, 3, 3 '... Stripe domain tip, 4 ... VB
L, 5 ... Magnetization at the domain wall center in the film thickness, 6 ... Magnetization in the stripe domain, 7 ... Conductor pattern for extending the tip of the stripe domain, 8, 9 ... Conductor pattern for cutting the tip of the stripe domain , 10,11,12 …… Local in-plane magnetic field generating conductor pattern, 13 …… Domain wall magnetization on the upper surface of the film, 14 …… Domain wall magnetization on the lower surface of the film, 15, 16 …… Horizontal Bloch line, 17 …… Negative VBL , 18 …… Positive VBL, 19,19 ′ ……
Negative VBL entered by domain disconnection, 20 …… sidewall, 21
…… Negative VBL, 22 …… Positive VBL, 23,23 ′ …… Negative VBL entered by domain cutting, 24 …… VBL vs. write conductor pattern, 25 …… Positive VBL entering domain tip , 26
…… Negative VBL that entered the domain tip, 27 …… VBL pair consisting of negative VBL.

Claims (1)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】情報読み出し手段、情報書き込み手段、及
び、情報蓄積手段を有し、かつ、膜面に垂直な方向を磁
化容易方向とする強磁性体(フェリ磁性体を含む)膜に
存在するストライプドメインの境界のブロッホ磁壁中に
作った相隣る2本の垂直ブロッホラインの対をブロッホ
磁壁内で転送する手段を有し、前記強磁性体膜内の前記
ストライプドメインを用いた磁気記憶素子において、前
記ストライプドメインの先端部の外周磁壁の一部をメイ
ジャーライン部に向かって引き伸ばして安定化させ、こ
の引き伸ばしたストライプドメインの先端部に局所的に
前記ストライプドメインの長手方向に面内磁界を加える
ことにより、水平ブロッホラインを発生させ、この局所
面内磁界が加わっている領域において、前記ストライプ
ドメインを切断する方向にパルス磁界を印加することに
より、前記水平ブロッホラインをパンチスルーさせた後
に、前記ストライプドメインを切断することを特徴とす
る磁気記憶素子の書き込み方法。
1. A ferromagnetic material (including a ferrimagnetic material) film having an information reading means, an information writing means, and an information storage means, and having a direction perpendicular to the film surface as an easy magnetization direction. A magnetic memory element using the stripe domain in the ferromagnetic film, having means for transferring pairs of two adjacent vertical Bloch lines formed in the Bloch domain wall at the boundary of the stripe domain in the Bloch domain wall. In, a part of the outer peripheral domain wall of the tip of the stripe domain is stretched and stabilized toward the major line portion, and an in-plane magnetic field is locally applied to the stretched tip of the stripe domain in the longitudinal direction of the stripe domain. A horizontal Bloch line is generated by adding it, and the stripe domain is cut in the region where the local in-plane magnetic field is applied. By applying a pulse magnetic field in the direction, the horizontal Bloch lines After punchthrough, writing method of the magnetic memory device characterized by cutting the stripe domain.
JP61002399A 1986-01-08 1986-01-08 Writing method of magnetic memory element Expired - Lifetime JPH06103590B2 (en)

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JPS62159397A JPS62159397A (en) 1987-07-15
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