NL8006990A - Magnetisch bellenorgaan met granaat als hoofdbestanddeel. - Google Patents
Magnetisch bellenorgaan met granaat als hoofdbestanddeel. Download PDFInfo
- Publication number
- NL8006990A NL8006990A NL8006990A NL8006990A NL8006990A NL 8006990 A NL8006990 A NL 8006990A NL 8006990 A NL8006990 A NL 8006990A NL 8006990 A NL8006990 A NL 8006990A NL 8006990 A NL8006990 A NL 8006990A
- Authority
- NL
- Netherlands
- Prior art keywords
- magnetic
- grenade
- ion
- layer
- garnet
- Prior art date
Links
- 230000008520 organization Effects 0.000 title 1
- 150000002500 ions Chemical class 0.000 claims description 26
- 239000002223 garnet Substances 0.000 claims description 22
- XEEYBQQBJWHFJM-UHFFFAOYSA-N iron Substances [Fe] XEEYBQQBJWHFJM-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 22
- 239000000463 material Substances 0.000 claims description 21
- 239000000203 mixture Substances 0.000 claims description 20
- -1 iron ions Chemical class 0.000 claims description 10
- 210000000056 organ Anatomy 0.000 claims description 10
- 229910052761 rare earth metal Inorganic materials 0.000 claims description 10
- 229910052742 iron Inorganic materials 0.000 claims description 9
- 229910052741 iridium Inorganic materials 0.000 claims description 6
- GKOZUEZYRPOHIO-UHFFFAOYSA-N iridium atom Chemical compound [Ir] GKOZUEZYRPOHIO-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 4
- 230000001902 propagating effect Effects 0.000 claims description 3
- 229910052727 yttrium Inorganic materials 0.000 claims description 3
- VWQVUPCCIRVNHF-UHFFFAOYSA-N yttrium atom Chemical compound [Y] VWQVUPCCIRVNHF-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 3
- 229910052707 ruthenium Inorganic materials 0.000 claims description 2
- KJTLSVCANCCWHF-UHFFFAOYSA-N Ruthenium Chemical compound [Ru] KJTLSVCANCCWHF-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims 1
- 239000000155 melt Substances 0.000 description 25
- 239000013078 crystal Substances 0.000 description 10
- 238000000034 method Methods 0.000 description 8
- 239000000758 substrate Substances 0.000 description 7
- 239000003795 chemical substances by application Substances 0.000 description 6
- 238000000151 deposition Methods 0.000 description 6
- 239000011777 magnesium Substances 0.000 description 6
- 230000008021 deposition Effects 0.000 description 4
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 description 4
- 230000004899 motility Effects 0.000 description 4
- 239000000956 alloy Substances 0.000 description 2
- 229910045601 alloy Inorganic materials 0.000 description 2
- 239000000470 constituent Substances 0.000 description 2
- 239000007789 gas Substances 0.000 description 2
- 230000008018 melting Effects 0.000 description 2
- 238000002844 melting Methods 0.000 description 2
- 230000003647 oxidation Effects 0.000 description 2
- 238000007254 oxidation reaction Methods 0.000 description 2
- BASFCYQUMIYNBI-UHFFFAOYSA-N platinum Chemical compound [Pt] BASFCYQUMIYNBI-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 238000012360 testing method Methods 0.000 description 2
- RZVAJINKPMORJF-UHFFFAOYSA-N Acetaminophen Chemical compound CC(=O)NC1=CC=C(O)C=C1 RZVAJINKPMORJF-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229910005191 Ga 2 O 3 Inorganic materials 0.000 description 1
- 229910052765 Lutetium Inorganic materials 0.000 description 1
- FYYHWMGAXLPEAU-UHFFFAOYSA-N Magnesium Chemical compound [Mg] FYYHWMGAXLPEAU-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229910052772 Samarium Inorganic materials 0.000 description 1
- 230000001464 adherent effect Effects 0.000 description 1
- 238000000137 annealing Methods 0.000 description 1
- 238000013459 approach Methods 0.000 description 1
- 230000000712 assembly Effects 0.000 description 1
- 238000000429 assembly Methods 0.000 description 1
- QVGXLLKOCUKJST-UHFFFAOYSA-N atomic oxygen Chemical compound [O] QVGXLLKOCUKJST-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229910002091 carbon monoxide Inorganic materials 0.000 description 1
- 229910017052 cobalt Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000010941 cobalt Substances 0.000 description 1
- 150000001868 cobalt Chemical class 0.000 description 1
- 238000007796 conventional method Methods 0.000 description 1
- 238000005336 cracking Methods 0.000 description 1
- 238000005137 deposition process Methods 0.000 description 1
- 238000013461 design Methods 0.000 description 1
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 1
- 238000002474 experimental method Methods 0.000 description 1
- 238000009472 formulation Methods 0.000 description 1
- 230000035784 germination Effects 0.000 description 1
- 238000010438 heat treatment Methods 0.000 description 1
- HTXDPTMKBJXEOW-UHFFFAOYSA-N iridium(IV) oxide Inorganic materials O=[Ir]=O HTXDPTMKBJXEOW-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- OHSVLFRHMCKCQY-UHFFFAOYSA-N lutetium atom Chemical compound [Lu] OHSVLFRHMCKCQY-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229910052749 magnesium Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000000696 magnetic material Substances 0.000 description 1
- 238000012423 maintenance Methods 0.000 description 1
- 238000010899 nucleation Methods 0.000 description 1
- 239000001301 oxygen Substances 0.000 description 1
- 229910052760 oxygen Inorganic materials 0.000 description 1
- 229910052697 platinum Inorganic materials 0.000 description 1
- 229910001414 potassium ion Inorganic materials 0.000 description 1
- 150000002910 rare earth metals Chemical class 0.000 description 1
- KZUNJOHGWZRPMI-UHFFFAOYSA-N samarium atom Chemical compound [Sm] KZUNJOHGWZRPMI-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 238000009738 saturating Methods 0.000 description 1
- 239000002002 slurry Substances 0.000 description 1
- 238000009987 spinning Methods 0.000 description 1
- 238000009628 steelmaking Methods 0.000 description 1
- 238000003860 storage Methods 0.000 description 1
- 239000000126 substance Substances 0.000 description 1
- 229910052726 zirconium Inorganic materials 0.000 description 1
Classifications
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01F—MAGNETS; INDUCTANCES; TRANSFORMERS; SELECTION OF MATERIALS FOR THEIR MAGNETIC PROPERTIES
- H01F10/00—Thin magnetic films, e.g. of one-domain structure
- H01F10/08—Thin magnetic films, e.g. of one-domain structure characterised by magnetic layers
- H01F10/10—Thin magnetic films, e.g. of one-domain structure characterised by magnetic layers characterised by the composition
- H01F10/18—Thin magnetic films, e.g. of one-domain structure characterised by magnetic layers characterised by the composition being compounds
- H01F10/20—Ferrites
- H01F10/24—Garnets
-
- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y10—TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC
- Y10S—TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y10S428/00—Stock material or miscellaneous articles
- Y10S428/90—Magnetic feature
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Materials Engineering (AREA)
- Power Engineering (AREA)
- Thin Magnetic Films (AREA)
- Crystals, And After-Treatments Of Crystals (AREA)
- Prostheses (AREA)
- Materials For Medical Uses (AREA)
Description
VO 1323
Magnetisch bellenorgaan met granaat als hoofdbestanddeel.
De uitvinding heeft betrekking op een orgaan, dat stoelt op magnetische eigenschappen, en meer in het bijzonder op een dergelijk. orgaan, dat tijdens bedrijf stoelt op magnetische eigenschappen voor het onderhouden van enkelwandige magnetische gebieden.
5 , Eenintegraal deel van een magnetisch bellenorgaan is een materiaallaag, die magnetische anisotropie heeft en enkelwandige magnetische gebieden kan onderhouden. Een algemene klasse van dergelijke materialen voor het onderhouden van gebieden heeft de kristalstructuur van granaat. De belangstelling voor magnetische organen 10 heeft dus een overeenkomstige belangstelling opgewekt in granaat- materialen, die de noodzakelijke anisotropie vertonen. Hoewel anisotropie voor deze materialen een zeer belangrijke eigenschap is, is een materiaal, dat gelijktijdig de gewenste anisotropie geeft en de snelle voortplanting van enkelwandige magnetische gebieden nog belang-15 rijker.
Tot op zekere hoogte zijn de twee gewenste eigenschappen van grote beweeglijkheid en de vereiste anisotropie onverenigbaar.
Door groei opgewekte eenassige anisotropie wordt in het algemeen ge- . produceer! door het inbrengen van althans twee zeldzame aarde-ionen 20 (ten behoeve van deze bespreking bevat zeldzame aarde yttrium), waarvan er althans een magnetisch is, bijv. samarium, op de dodecahedrische plaats van het granaatkristalrooster. Voor het bereiken van een praktische, voor groei opgewekte eenassige anisotropie, d.w.z. K *s meer dan TO^uJ/cm (K^ gedefinieerd als de energie, verbruikt bij volume-25 eenheid voor het draaien van een magnetisch materiaal in een verzadigend magnetisch veld vanuit loodrecht op naar evenwijdig aan het veld) is het gebruik van magnetische zeldzame aardeelementen essentieel. De aanwezigheid echter van een magnetisch zeldzame aardeelement in concentraties, nodig voor het produceren van een gewenst niveau van aniso-30 tropie, neigt echter tevens tot het beperken van de beweeglijkheid van enkelwandige magnetische gebieden in het granaatmateriaal.
De onderlinge afhankelijkheid van magnetische anisotropie en beweeglijkheid voor tegenwoordige granaatmaterialen, geeft bepaalde beperkingen. Waarschijnlijke vooruitgangen in vervaardigingstechnieken 35 voor bellenorganen zullen het gebruik mogelijk maken van steeds kleinere enkelwandige magnetische gebieden. Het benutten van dit nieuwe be-
3 C 0 3 3 3 C
-2- reik van gebiedafmeting is zeer -wenselijk, omdat kleinere magnetische gebieden de opslag mogelijk maken van een grotere hoeveelheid informatie in een bepaalde oppervlakte van magnetisch granaatmateriaal. Niettemin stoelt de stabiliteit van kleine magnetische gebieden op het 5 gebruik van materialen met zeer hoge K^’s. Zoals reeds besproken, kan het gebruik van hoge K^'s de beweeglijkheid beperken, hetgeen op zijn beurt de snelheid beperkt waarmee opgeslagen gegevens worden bewerkt.
De uitvinding heeft betrekking op organen, met als hoof Ι-ΙΟ bestanddeel een nieuwe soort granaatmaterialen, voorzien van de vereiste magnetische anisótropie. Bovendien verschaffen organen, waarin gebruik wordt gemaakt van granaten van deze klasse, de gelijktijdige mogelijkheid van een grote beweeglijkheid en hoge magnetische aniso- *5 tropie (K tot 1+5 mJ/cm ) bij het in hoofdzaak afwezig zijn van mag-15 netische zeldzame aarde-ionen. De in de onderhavige organen gebruikte granaten vertonen lijnbreedten van niet meer dan 2 nm voor een monster met een van 7»5 mJ/cmJ in vergelijking met een·lijnbreedte van ongeveer 1+0 nm in een Sm0 gLuQ ^ ^Fe^O^ met ongeveer dezelfde en M (beweeglijkheid kan worden bepaald met de microgolfresonantie-s 20 werkwijze, waarbij de gemeten lijnbreedte omgekeerd evenredig is aan de beweeglijkheid). Het toegepaste granaatmateriaal heeft anisotropie, geproduceerd door ionen op octahedrische plaatsen. Deze ionen bevatten Co of ionen, die 1, 2, k of 5 elektronen hebben in de 1+ of 5 elektronenschil. Het onderhavige granaatmateriaal heeft dus een aan-25 zienlijke door groei opgewekte bijdrage aan de magnetische anisotropie, die niet uitsluitend kan worden toegeschreven aan de aanwezigheid van een magnetisch zeldzame aarde-ion.
De uitvinding wordt nader toegelicht aan de hand van de tekening, waarin schematisch de inrichting is weergegeven, die wordt 30 gebruikt -voor het vervaardigen van granaat onderdelen van het onderhavige orgaan.
Het onderhavige orgaan wordt gewoonlijk vervaardigd op een dragende onderlaag. Een verkeerd paren van roosterparameters tussen de onderlaag en de buitenlaag van granaat is een spanningsbron.
35 Deze spanning wekt een magnetische anisotropie op in de aaderhavige granaatmaterialen. Een aanzienlijke spanning en dus een aanzienlijke door spanning opgewekte eenassige anisotropie is niet wenselijk. Bijv.
8G06990 -3- een gebruikelijke magnetostrictieconstante aannemende voor bet handhaven van magnetische gebieden met een bruikbare afmeting uitsluitend door een door spanning opgewekte magnetische anisotropie vereist een sterk verkeerd paren van roosters tussen de onderlaag en de buitenste 5 laag, meer dan -1,5 pm voor granaatmaterialen met negatieve magneto-strictie en +2 pm voor materiaal met positieve magnetostrictie in vellen met een dikte van ongeveer 3^um. Üfc sterk verkeerd paren beeft gewoonlijk barsten tot gevolg of een verstoorde groei.
Het is dus van voordeel, dat spanning en dus door spanning 10 opgewekte magnetische anisotropie wordt beperkt. In bet algemeen moet de door spanning opgewekte component van de magnetische anisotropie minder zijn dan 1,5 mm/cm , bij voorkeur minder dan 1 mm/cm (de mate van de door spanning opgewekte component van de buitenste laag wordt gemeten met gebruikelijke technieken, zoals door het uitgloeien 15 van de door groei opgewekte anisotropie en het meten van de overblijvende K , zie. R.C.LeCraw c.s., Journal of Applied Physics, h2, l6Ul, 1971).
De samenstelling van de granaatlaag, gegroeid op de onderlaag, overeenkomstig de uitvinding wordt weergegeven door de no-20 minale formule (A)^ /BJ2 (C)^ 0^. De ( ) /~_7 en ( ) vertegenwoordigen resp. de dodecahedrische, de octahedrische en de tetrahedrische plaats van de granaatkristalstructuur. De formule is nominaal. Voor het verzekeren van ladingneutraliteit of als gevolg van groei fout en is het mogelijk, dat bepaalde kleine afwijkingen van de zuiver stoechio-25 metrische verhoudingen optreden. De letters A, B en C vertegenwoordigen afzonderlijk de gemiddelde samenstelling, aangetroffen op de aangeduide krist alplaats. Omdat het kristal een magnetisch .moment moet hebben, moeten voor samenstellingen van algemeen belang zowel B als C gewoonlijk ijzerionen bevatten, hoewel het vereiste moment, geproduceerd 30 door alleen ijzer op B of C niet is uitgesloten indien een ander magnetisch ion aanwezig is op de B of C-plaats voor het produceren van het benodigde magnetische moment. De uitvinding vereist echter, dat bij de andere ionen Co en/of een ion met .1, 2, b of 5 elektronen in de V2 of 5e elektronenschil aanwezig is op een octahedrische plaats.
\ 3 e . * 1^^· 3+ 35 Voorbeelden van ionen met passende b of 5 schaal zijn Ir en Ru .
Ladingneutraliteit moet worden gehandhaafd in de granaat.
Wanneer een ion met een 3 lading m de granaat wordt gebracht op een 8006930 -4- octahedrische plaats, vervangt het een 3 1 jzerxonen en vordt de la-dingneutraliteit verstoord. Indien echter een ion-met een andere lading dan 3+ een ijzerion vervangt, treedt een netto ladingverandering op in de granaat en is vereffening noodzakelijk. In een voorkeursuit-5 voeringsvorm wordt een lading-vereffenaar op de octahedrische plaats ingebracht. Voorbeelden van ladingvereffenaars (bijv. voor de lading van k voor het vereffenen van een 2 aop en een lading van 2 voor het vereffenen van een k+ ion) zijn Mg2+ en Fe2+, die U+ ionen ver- 1^^. ψ e 2+ effenen, zoals Ir , en Zr , dat 2 ionen vereffent, zoals Co .
10 Vervanging op bepaalde octahedrische en tetrahedrische plaatsen door andere ionen dan de voornoemde voor het aanpassen van de gewenste magnetische eigenschappen voor een bepaalde toepassing, is eveneens mogelijk. De beperking van deze vervanging is, dat voldoende ijzer:.achter blijft op de octahedrische en/of tetrahedrische plaat- 15 sen voor het produceren van een netto magnetisch moment. Eveneens moet voldoende van het vereiste ion achterblijven op de octahedrische plaatsen voor het produceren van de gewenste anisotropie.
• 2+
Zoals besproken, produceert het mbrengen van Co of • . , , Q p . * . .
ionen met de juiste 4 of 5 schaaluitvoering, de gewenste anisotropie 20 (deze anisotropie kan evenwijdig zijn aan het vlak van het vel, zoals +3 ...
m het geval van een met Ru vervangen granaat bij het groeien op een (111) gerichte onderlaag. Materialen met een anisotropie in het vlak zijn nuttig, bijv. als harde bellenonderdrukkers bij het onder of over een materiaal liggen met anisotropie uit het vlak).
25 Evenals in andere granaatstructuren, beïnvloedt de samen stelling van A, d.w.z. de eenheden, die de dodecahedrische plaats innemen, de magnetische anisotropie. In de volgens, de uitvinding toegepaste granaten, wordt het in grote mate aanwezig zijn van een gebruikelijk, magnetische anisotropie producerend samenstel vermeden, d.w.z. dat 30 wanneer X, Z de eenheden vertegenwoordigt op de dodecahedrische «3*v y plaats A, en wanneer X het magnetische zeldzame aardeion is met het hoogste mol# in A en Z de overige bestanddelen van A zijn, het vermeden samenstel de aanwezigheid is van X_ Z , waarin 0,1 <y <2,9, o™y y bij voorkeur waarin 0,05< y <2,95. In tegenstelling tot bekende orga-35 nen kan dus de in de onderhavige granaat verkregen magnetische anisotropie in hoofdzaak worden toegeschreven aan andere bronnen dan de duidelijke aanwezigheid van een magnetisch zeldzame aarde-ion in samen- 8 G 089 9 0 ? % -5- hang met een andere ionische eenheid, d.w.z. dat de granaat in hoofdzaak vrij is van het gebruikelijke samenstel zeldzame aarde-ionen, welk samenstel eenassige anisotropie kan produceren. Op deze wijze > wordt tevens een lagere beweeglijkheid, gewoonlijk toegeschreven aan 5 de gebruikelijke samenstellen, vermeden.
Hoewel bij de onderhavige granaten een gebruikelijk magnetische anisotropie producerend samenstel in hoofdzaak wordt vermeden, 3 vertonen zij door groei opgewekte K *s van meer dan 700#uJ/cm , ge-woonlijk meer dan 5 mJ/cm . In werkelijkheid worden K ’s tot 20 mJ/ o -3 ^ 10 cnr geproduceerd en zelfs tot ongeveer ^5 mJ/cm .
Verschillende middelen zijn beschikbaar voor het doen groeien van de gewenste granaat structuur. Epitaxiale groeiprocedures waarbij gebruik wordt gemaakt van een onderkoelde smelt, vertonen goede resultaten. Andere werkwijzen zijn echter niet uitgesloten. In 15 een voorkeursuitvoeringsvorm wordt de onderlaag 7 voorhet af zetten van een granaat met een gewenste samenstelling in een onderlaaghouder 10 geplaatst van een gebruikelijke epitaxiale groeiinrichting, zoals weergegeven in de tekening. De grondstappen voorhet afzetten zijn gebruikelijk en in verschillende publikaties beschreven, zoals S.L; 20 Blank en J.W.Jïielsen, Journal of Crystal Growth, 17 , 302-11 (1972), Kortgezegd wordt in de voorkeursuitvoeringsvorm de smelt gedurende een voldoende lang tijdvak verwarmd, teneinde het in evenwicht brengen van zijn bestanddelen mogelijk te maken. De temperatuur van de smelt wordt dan verlaagd voorhet onderkoelen daarvan. De onderlaag wordt 25 boven de smelt ingebracht voor het voorverwarmen daarvan, en dan -neergelaten in de smelt. Gedurende het groeien wordt in een voorkeursuitvoeringsvorm de onderlaag gedraaid door het draaien van de stang 28.
De keuze van de smeltsamenstelling, gebruikt in de afzet-werkwijze, stoelt op in hoofdzaak dezelfde overwegingen als gebruikt 30 bij de vervaardiging van gebruikelijke granaatlagen (zie S.L.Blank c.s., Journal of the Electrochemical Soc., 123, (6), 856 (1976) en Blank en Nielsen, Journal of Crystal Growth, 17, 302-11 (1972). Evenals bij gebruikelijke granaten, wordt de smelts amenstelling aangepast voor het produceren van de gewenste formule voor A, B en C. Voor een granaat 35 bijv., die kan worden gebruikt in de onderhavige organen, zoals Y_Fe,_ «j ΐΓχ0^9 worden ijzer tot yttriumverhoudingen in de smelt in het bereik van 12-^0 gewoonlijk tóegepast met toevoeging van een irridium bevatten- 8003930 -6- de stof, bijv. ΙγΟ^, in een hoeveelheid, die voldoende ia voor het produceren van een atoomverhouding van Ir tot Fe in de smelt in het -b -2 bereik van „5x10 tot 3x10 . Voor der gelijke samenstellingsbereiken, worden met voordeel afzettemperaturen in het bereik van 750 tot 5 1050°C toegepast.
2+
In het voorbeeld van Y-Fec Ir 01o is voorzien dat Fe X J ^.
de vereffenaar is voor Ir . In deze toestand is dus, hoewel geen aanvullende component behoeft te worden toegevoegd aan de smelt, 2+ de aanwezigheid van Fe vereist. Onder atmosferische omstandigheden, . . 2+ 10 d.w.z. lucht op nominale temperatuur en druk, is Fe altijd aanwezig en als een vereffenaar opgenomen in granaat. Het is echter mogelijk andere vereffenaars, bijv. Zn2 en Mg in de gegroeide granaat te brengen door het toevoegen van een passend oxyde, bijv. MgO of ZnO, aan de smelt. Gewoonlijk worden in de smelt verhoudingen van 15 toegevoegde vereffenaar tot de anisotropie producerende eenheid gebruikt tot 100:1. Mg tot Ir verhoudingen tot 100:1 worden bijv. gebruikt voor het produceren van de noodzakelijke vereffening voor een samenstelling, zoals 12* Gebleken ^s> ^at deze toegevoegde vereffenaars de bereikbare Kuvergroten. Een mogelijlever-20 klaring is, dat zij de hoeveelheid beschikbare vereffenaar vergroten en dus de hoeveelheid vergroten, die van het de anisotropie producerende ion in het kristal kan worden opgenomen. Het is ook mogelijk verschillende ionen in de smelt te brengen voor het produceren van bepaalde gewenste eigenschappen in de verkregen granaat. Voor het verstellen 25 van de roosterconstante bijv. voor het nauw aangepast zijn daarvan aan dat van een Gd^Ga^O .^-granaat (GGG) of een ander gewenst onderlaagma-teriaal, worden passende ionen, bijv. lanthanium of lutetium toegevoegd aan een smelt, die yttrium, ijzer en iridium bevat. Op soortgelijke wijze is het mogelijk de van de granaat te verlagen door het toe-30 voegen van ionen, zoals Ga. De optimale smeltsamenstelling voor het geven van een gewenste granaatsamenstelling wordt vastgesteld door het toepassen van de criteria van de voorgaande literatuurplaatsen als een eerste leidraad, en het dan gebruiken van een bestuurd monster voor het vaststellen van de nauwkeurige smelt samenstelling.
35 In het algemeen worden de granaten in een luchtomgeving geproduceerd. Er zijn echter bepaalde, beperkte toestanden, waarbij het wenselijk kan zijn de omgeving boven de smelt te veranderen, en 8 0 05 9 9 0 -τ- dus de soort in de smelt zelf te regelen. In een voorkeursuitvoerings-vonn kan deze omgeüng vorden geregeld door het inbrengen van de gewenste gassen door de buis 19 onder toepassing van de kleppen 21 en/ of 2k en de stromingsmeters 23 en 26. In het algemeen is deze regeling 5 nodig, wanneer een in de granaat te brengen soort niet stabiel is in de smelt, onder atmosferische omstandigheden. In het geval bijv. van 2+ de vereffenaar Fe , wordt onder atmosferische druk het evenwicht van 3+ 2+
Fe en Fe sterk naar de eerstgenoemde soort verschoven. Indien dus de omgeving reducerender wordt gemaakt dan atmosferische omstandighe- 10 den, d.w.z. op een partiele druk van zuurstof wordt gehouden in het 2+ bereik van 9>8 daPa tot 98daPa, is een grotere hoeveelheid Fe aan- 2+ wezig in de smelt en is dus een grotere hoeveelheid Fe beschikbaar voor opneming als een vereffenaar in de granaat. In werkelijkheid 2+ is gebleken, dat voor een Fe vereffenaar, een maximale K wordt 15 bereikt bij een partiele druk van O2 van ongeveer 9»8 kPa (op te merken is, dat indien het gewenst is de partiele druk van van de atmosfeer te verstellen, dit met voordeel wordt gedaan door het inbrengen van gassen, zoals een C0/C02 mengsel. Het .verband tussen de partiele druk van Og, CO en CO^ op een bepaalde temperatuur is algemeen bekend.
20 Zie Muon en Abom, Phase Equilibria Among Oxides in Steelmaking,
Addison Wesley (1965). Gemeend wordt,dat de aanwezigheid van een grotere hoeveelheid vereffenaar op zijn beurt de toevoeging mogelijk maakt van een grotere hoeveelheid van een passend anisotropie producerend ion.
25 Dit verschijnsel bereikt echter een verzadigingspunt.
Er is een grens aan de hoeveelheid anisotropie producerend ion, welke hoeveelheid in de granaat kan worden gesubstitueerd, ongeacht de hoeveelheid beschikbare vereffenaar. Wanneer de omgeving reducerender wordt gemaakt, is het bovendien mogelijk het anisotropie producerende 30 ion te beïnvloeden. Iridium bijv. heeft zowel een 3 als een 4 oxydatietoestand. Indien de atmosfeer te reducerend wordt gemaakt, *t" · · · * overheerst de 3 soort of elementair iridium, waardoor de hoeveelheid k* ion beschikbaar voor opneming in de granaat, wordt beperkt.
Omdat . . regelcomplicaties optreden wanneer een andere 35 omgeving dan lucht onder atmosferische omstandigheden wordt gebruikt, 2+ verdient het de voorkeur alleen vereffenaars te gebruiken zoals Mg . Magnesium heeft slechts een oxydatietoestand, die stabiel is onder 8005890 -8- atmosferische omstandigheden.,, zodat dus de gevolgen en moeilijkheden, samenhangende met het verstellen van de atmosfeer zijn opgeheven.
Wanneer de granaatlaag is afgezet, is het mogelijk een middel te verschaffen voor het voorplanten van magnetische tellen in 5 de granaat. Gewoonlijktbestaat dit middel uit een patroon van een duurzame legering, die vordt afgezet op de granaatlaag onder toepassing van gebruikelijke lithografische technieken (zie bijv.Bobeck c.s., Proceedings of the IEEE, 63, 1176, 1975)* Bovendien is tevens een middel vereist voor het waarnemen van enkelwandige gebieden en 10 het produceren van deze gebieden. Gewoonlijk wordt de detector vervaardigd onder toepassing van gebruikelijke lithografische technieken voor het produceren van een passend patroon van een duurzame legering. Op soortgelijke wijze wordt een kiemmiddel voor een enkelwandig magnetisch gebied geproduceerd door lithografische technieken (zie Bobeck, 15 c.s., hiervoor). Een middel voarhet handhaven na de enkelwandige magnetische gebieden na de kieming daarvan is eveneens nodig als een component van een bellenorgaan. Dit middel is in het algemeen een permanente magneet, die de granaatlaag met zijn bijbehorende waarneem-, voortplantings- en kiemmi.ddelen omgeeft.
20 De uitvinding wordt nader toegelicht aan de hand van de volgende voorbeelden van gebruikelijke omstandigheden, toegepast bij het afzetten van de epitaxiale granaatlaag.
Voorbeeld I
Een cirkelvormige GGG (Gd^Ga^O.^) onderlaag met een dia-25 meter van 5S1 cm en een dikte van 51 mm werd gebruikt als de afzet- onderlaag. Deze onderlaag 7 werd schoongemaakt, gedroogd en vervolgens in de onderlaaghouder 10 geplaatst (zie de tekening) van een inrichting, die een vooraf bereide smeltsamenstelling 11 bevatte. Deze smeltsamen-stelling was bereid door het brengen van een mengsel van ongeveer 30 7,5 g τ2°3’ 90,0 5 Ee2°3» 22,5 s B2°3’ 1050 s Pb0 en 2,59 s Ir02’ in een platina smeltkroes 1U. De smelt werd verwarmd onder toepassing van weerstandsverwarmingsspiralen 18 tot een temperatuur van ongeveer 1020°C.
Toen een temperatuur van 1020°C tot stand was gebracht, 35 kon de smelt 11 gedurende een tijdvak van ongeveer 16 uur reageren.
De temperatuur van de smelt werd vervolgens verlaagd tot een groeitem-peratuur van ongeveer 91p°C. De onderlaag werd neergelaten tot binnen 8 0 0399 0 -9- 1 cm vanaf liet smeltoppervlak door het neerlaten van de satng 28.
De onderlaag werd in deze stand gehouden gedurende ongeveer 6 minuten. De onderlaag wer vervolgens ongeveer 2 cm in ch smelt gedompeld door het weer neerlaten van de stang 28, waarbij een draaiing van 100 om-5 wentelingen per minuut aan de onderlaag werd gegeven door de stang 28. Dit draaien werd gedurende ongeveer 5 minuten gehandhaafd, waarna de onderlaag uit de smelt werd verwijderd naar een stand op een cm boven de smelt onder het voortdurend draaien. Het draaien werd vervolgens versterkt tot U00 omwentelingen per minuut gedurende een tijdvak 10 van een halve minuut. Het draaien werd onderbroken en de onderlaag werd verwijderd uit het afzetgebied door het met een snelheid van ongeveer een halve cm/minuut wegtrekken van de stang 28.
Een ononderbroken, aanhechtende granaatlaag werd verkregen. Deze laag had een dikte van ongeveer 9/Um. en vertoonde een 15 van ongeveer 8,5 mJ/cm , verder een lijnbreedte van ongeveer 25 Qe
en een roosterccrstante binnen 0,2 Pm van de onderlaagroosterparameter. Voorbeeld II
Een reeks van 5 granaten met verschillende hoeveelheden Ir 2+ (metMg vereffend) werd tot groeien gebracht voor het aangeven van de 20 grootte van de bereikbare magnetische anisotropieën. De proefomstan-digheden waren dezelfde als aangegeven in voorbeeld I, behalve dat de smelt 2,56 g ï2°3’ 30,0 g FegO^, 7S1S g BgO^, 350 g PbO en 1,00 g MgO.bevatten. Verschillende hoeveelheden IrQg werden aan deze sjoelt toegevoegd. De totale hoeveelheid Ir aanwezig in de smelt (buite be-25 schouwing latende het Ir opgenomen in de gegroeide buitenste lagen) en de K , verkregen voor de in deze proef gegroeide granaat zijn weergegeven in de volgende tabel.
TABEL
O
Monster Gram totaal van Ir02 (mJ/cm ) 30 I 0,16 6 II 0,^7 13 III 1,07 27 IV 1 3h V 2,00 38 35 De roosterparameter van deze lagen nam ongeveer rechtlijnig toe vanaf een waarde van 1,238 nm voor de laag van monster I tot ongeveer 1,2b nm voor de laag van monster V. Zoals in de tabel is te zien, 80 ÖS3 3 0 -10-
nernen de K^'s niet oneindig toe, en liet blijkt, dat een verzadigingspunt van Ku wordt bereikt voor Ir-produktie. De hoeveelheid Ir bij verzadiging bleek afhankelijk te zijn van de hoeveelheid aanwezig MgO. Een granaat werd tot groeien gëfcaacht uit een smelt met dezelfde 5 samensatelling als de monsters I-V, behalve dat 1,6l g MgO en 2,^1 g IrOp werd gebruikt. Het gebruik van dit samensatel produceerde een K van ongeveer U5 mJ/cm . Het bleek echter, dat toevoeging van meer MgO in samenhang met een passende verhoging van IrOp de veiioegen K^’s niet waarneembaar vergrootte. Het bleek derhalve, dat onder deze 10 groeiomstandigheden verzadiging voor Mg en/of Ir in het kristal optrad. Voorbeeld'III
Teneinde aan te tonen, dat de magnetische eigenschappen van de onderhavige lagen kunnen worden geregeld door toevoeging van verschillende materialen aan de smelt, werd een granaatlaag, die Ga 15 en La bevatte, geproduceerd. Het Ga werd toegevoegd voor het verstellen van het magneti-sche moment, en het La voor het verstellen van de roosterparameter. Deze laag werd tot groeien gebracht uit een smelt, die 7,51 g Y203, 3,29 g LapO^ 15,56 g Ga203, 80,0 g FepO^, 36,2 g BgO^, 1900 g PbO, 0,1*18 g IrOp en 0,505 g MgO bevatte. De proefom-20 standigheden, gebruikt voor het doen groeien van deze granaat, waren dezelfde als toegepast in voorbeeld I, behalve dat de evenwichtstem-peratuur 950°C was en de groeitemperatuur 8hU°C. De groei werd gedurende 8 minuten voortgezet voor het produceren van een 2,0,urn dikke laag.
O
Eet verkregen magnetische moment was 230 Gauss, de was 900^uJ/cnr 25 en de dynamische coercitiekracht was ongeveer 3 0e (de grootte van de anisotropie was laag, omdat slechts een kleine hoeveelheid IrOp werd gebruikt in de smelt. Enkelwandige gebieden werden echter geproduceerd en waargenomen).
Voorbeeld IV
30 De procedure van voorbeeld I werd gevolg, behalve dat de toegepaste smeltsamenstelling 3,50 g YpO^, 30,0 S FepO^, 3,01 g ZrOp, 7,7 g BpO^, ^50 ® en S Oo^O^ was. Bovendien was de toegepaste groeitemperatuur ongeveer 915°C. Een groeitijd van 3 minuten produceerde een 7,0^um dikke granaat. Een van ongeveer 16,5 mJ/cmr 35 werd in deze cobalt bevattende granaat waargenomen. De granaat werd vervolgens gedurende 19 uur in lucht gegloeid bij 1150°C waarna een 3 van ongeveer 1 mJ/cm werd waargenomen.
8 0 0 6 9 9 0
Claims (4)
1. Magnetisch. bellenorgaan, voorzien van een onderlaag, die een epitaxiale laag draagt van granaatmateriaal met een eenassige magnetische anisotropie, welk materiaal als gevolg van een door groei 5 opgewekte component een enkelwandig magndisch gebied kan onderhouden, verder van opvekmi ddelen voor het in de granaatlaag produceren van het enkelwandige magnetische gebied en middelen voor het handhaven daarvan, van voortplantingsmiddelen voor het bewegen van het enkelwandige magnetische gebied in de granaatlaag, en van middelen voor het 10 waarnemen van de aanwezigheid van het enkelwandige magnetische gebied, waarbij de granaatlaag een samenstelling bevat, die nominaal wordt weergegeven door de formule (A)^ ΓB_7g ^3 0i25 waar^n B en C voldoende ijzerionen bevatten voor het in de granaat produceren van een . 2+ magnetisch moment, met het kenmerk, dat B tevens althans Co of een 15 ion bevat, voorzien van 5 of 4 elektronen, waarbij het aantal elektronen gelijk is aan 1, 2, of 5, en dat A in hoofdzaak vrij is van een gebruikelijk samenstel van ionen, dat een magnetische anisotropie kan produceren, welk door A vertegenwoordigd gebruikelijk samenstel bestaat uit X_ Z , waarin X het magnetische zeldzame aarde-ion is y y 20 met het 'hoogste molpercentage in A, Z de overige samenstelling is van A en 0,1 <y <2,9·
2. Orgaan volgens conclusie 1, met het kenmerk, dat het ion voorzien van de 5Ö of elek-tronen een geladen soort iridium is.
3. Orgaan volgens conclusie 2, met het kenmerk, dat de 25 granaatlaag een geladen soort Mg bevat als een vereffenaar. h. Orgaan volgens conclusie 1, met het kenmerk, dat het ion, voorzien van de 5e of 4e elektronen een geladen soort ruthenium ' is. 5·Orgaan volgens een der voorgaande conclusies, met het 30 kenmerk, dat de granaatlaag op een GC-G-onderlaag is.
6. Orgaan volgens een der voorgaande conclusies, met het kenmerk, dat de granaatlaag een geladen soort yttrium in A bevat. 3 Ü 0 5 9 3 0
Applications Claiming Priority (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| US10639979 | 1979-12-26 | ||
| US06/106,399 US4337521A (en) | 1979-12-26 | 1979-12-26 | Advantageous garnet based devices |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| NL8006990A true NL8006990A (nl) | 1981-07-16 |
Family
ID=22311203
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| NL8006990A NL8006990A (nl) | 1979-12-26 | 1980-12-22 | Magnetisch bellenorgaan met granaat als hoofdbestanddeel. |
Country Status (10)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US4337521A (nl) |
| JP (1) | JPS5698776A (nl) |
| BE (1) | BE886804A (nl) |
| DE (1) | DE3048701A1 (nl) |
| ES (1) | ES8201347A1 (nl) |
| FR (1) | FR2472814A1 (nl) |
| GB (1) | GB2066236B (nl) |
| IT (1) | IT1134893B (nl) |
| NL (1) | NL8006990A (nl) |
| SE (1) | SE8008847L (nl) |
Families Citing this family (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| DE3116257A1 (de) * | 1980-05-30 | 1982-01-07 | GAO Gesellschaft für Automation und Organisation mbH, 8000 München | "wertpapier mit echtheitsmerkmalen" |
| US4468438A (en) * | 1981-12-07 | 1984-08-28 | At&T Bell Laboratories | Garnet epitaxial films with high Curie temperatures |
| JPH06318517A (ja) * | 1993-05-07 | 1994-11-15 | Murata Mfg Co Ltd | 静磁波素子用材料 |
| JPH08306531A (ja) * | 1995-05-10 | 1996-11-22 | Murata Mfg Co Ltd | 静磁波デバイス |
Family Cites Families (12)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US3486937A (en) * | 1967-03-24 | 1969-12-30 | Perkin Elmer Corp | Method of growing a single crystal film of a ferrimagnetic material |
| FR2094608A5 (en) * | 1970-06-26 | 1972-02-04 | Thomson Csf | Polycrystalline garnet ferrite - having negligible magnetic losses over uhf ranges |
| DE2042950A1 (de) * | 1970-08-29 | 1972-03-02 | Philips Patentverwaltung | Verfahren zur Erzielung beliebiger Anisotropiekonstanten bei einknstallinen Ferriten mit Granatstruktur |
| US3755796A (en) * | 1971-06-30 | 1973-08-28 | Ibm | Cobalt-platinum group alloys whose anisotrophy is greater than their demagnetizable field for use as cylindrical memory elements |
| US3932688A (en) * | 1973-10-12 | 1976-01-13 | Hitachi, Ltd. | Composite magnetic film |
| US3995093A (en) * | 1975-03-03 | 1976-11-30 | Rockwell International Corporation | Garnet bubble domain material utilizing lanthanum and lutecium as substitution elements to yields high wall mobility and high uniaxial anisotropy |
| US4034358A (en) * | 1975-08-25 | 1977-07-05 | Bell Telephone Laboratories, Incorporated | Magnetic bubble devices with controlled temperature characteristics |
| US4139905A (en) * | 1976-06-14 | 1979-02-13 | Bell Telephone Laboratories, Incorporated | Magnetic devices utilizing garnet epitaxial materials |
| JPS6011450B2 (ja) * | 1976-10-08 | 1985-03-26 | 株式会社日立製作所 | 泡磁区素子用ガ−ネツト単結晶膜 |
| NL7700419A (nl) * | 1977-01-17 | 1978-07-19 | Philips Nv | Magnetisch beldomein materiaal. |
| FR2399710A1 (fr) * | 1977-08-04 | 1979-03-02 | Commissariat Energie Atomique | Procede de modification de la direction de facile aimantation d'une couche magnetique mince amorphe |
| US4202932A (en) * | 1978-07-21 | 1980-05-13 | Xerox Corporation | Magnetic recording medium |
-
1979
- 1979-12-26 US US06/106,399 patent/US4337521A/en not_active Expired - Lifetime
-
1980
- 1980-12-16 SE SE8008847A patent/SE8008847L/xx not_active Application Discontinuation
- 1980-12-22 NL NL8006990A patent/NL8006990A/nl not_active Application Discontinuation
- 1980-12-22 BE BE0/203275A patent/BE886804A/fr unknown
- 1980-12-22 GB GB8041092A patent/GB2066236B/en not_active Expired
- 1980-12-22 FR FR8027187A patent/FR2472814A1/fr active Pending
- 1980-12-23 IT IT26931/80A patent/IT1134893B/it active
- 1980-12-23 DE DE19803048701 patent/DE3048701A1/de not_active Withdrawn
- 1980-12-23 ES ES498096A patent/ES8201347A1/es not_active Expired
- 1980-12-26 JP JP18416780A patent/JPS5698776A/ja active Pending
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| IT1134893B (it) | 1986-08-20 |
| DE3048701A1 (de) | 1981-09-10 |
| JPS5698776A (en) | 1981-08-08 |
| IT8026931A0 (it) | 1980-12-23 |
| SE8008847L (sv) | 1981-06-27 |
| GB2066236A (en) | 1981-07-08 |
| ES498096A0 (es) | 1981-12-16 |
| GB2066236B (en) | 1983-04-20 |
| FR2472814A1 (fr) | 1981-07-03 |
| BE886804A (fr) | 1981-04-16 |
| ES8201347A1 (es) | 1981-12-16 |
| US4337521A (en) | 1982-06-29 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| US7927725B2 (en) | Magnetic recording medium, production method thereof and magnetic disc apparatus | |
| Nielsen | Bubble domain memory materials | |
| NL8006990A (nl) | Magnetisch bellenorgaan met granaat als hoofdbestanddeel. | |
| US4544438A (en) | Liquid phase epitaxial growth of bismuth-containing garnet films | |
| Davies et al. | The design of single crystal materials for magnetic bubble domain applications | |
| DE2726744C3 (de) | Einkristallines Substrat aus Calcium-Gallium-Granat sowie mit diesem hergestellte magnetische Blasendomänenanordnung | |
| DE2342886A1 (de) | Binaer codierte daten verarbeitende einrichtung | |
| US4379853A (en) | Magnetic device having a monocrystalline garnet substrate bearing a magnetic layer | |
| EP0091680B1 (en) | Magnetic bubble device using thulium-containing garnet | |
| JPS6034806B2 (ja) | 磁気バブル用磁性構造体 | |
| Alex et al. | Ce‐substituted garnet media for magneto‐optic recording | |
| Syvorotka et al. | Growth and characterization of Bi, Pr-and Bi, Sc-substituted lutetiumiron garnet films with planar magnetization for magneto-opticvisualization | |
| Lee et al. | Exchange biasing field of NiFe/[IrMn–Mn]/CoFe multilayers depending on Mn content | |
| US4354254A (en) | Devices depending on garnet materials | |
| Soroka et al. | Epitaxial growth of thin films of X-type Sr2Co2Fe28O46 hexaferrite by chemical solution deposition | |
| Oron et al. | Ferrimagnetic garnet thin films: Growth, structure and some magnetic properties | |
| Baglin et al. | Effects of ion irradiation on ferromagnetic thin films | |
| NL7902293A (nl) | Magnetische beldomein structuur en magnetische beldomeininrichting. | |
| JP2595638B2 (ja) | 光磁気記録媒体およびその製造方法 | |
| Kestigian et al. | Past, present and future small‐bubble‐diameter magnetic memory materials | |
| US4520460A (en) | Temperature stable magnetic bubble compositions | |
| JPS604583B2 (ja) | 磁気層をもつ単結晶ガ−ネツト基板を有する磁気デバイス | |
| JPH0558251B2 (nl) | ||
| US8105704B2 (en) | Nonvolatile phase change magnetic material, manufacturing method thereof, and nonvolatile phase change magnetic memory using the same | |
| Shimamoto et al. | Magnetic properties and structures of Co–C thin films prepared by sputtering |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| BV | The patent application has lapsed |