DE1141393B

DE1141393B - Ferromagnetisches Bauelement, z. B. fuer parametrische Verstaerker

Info

Publication number: DE1141393B
Application number: DES72029A
Authority: DE
Inventors: Dr Herbert Gawehn
Original assignee: Siemens Corp
Current assignee: Siemens Corp
Priority date: 1961-01-11
Filing date: 1961-01-11
Publication date: 1962-12-20

Description

Ferromagnetisches Bauelement, z. B. für parametrische Verstärker Die Erfindung bezieht sich auf ein ferromagnetisches Bauelement für parametrische Verstärker, magnetischer Speicher od. dgl., das aus einer auf einem Stromleiter aufgebrachten ferromagnetischen Schicht besteht.
Solche Bauelemente sind bereits bekannt, wobei die ferromagntische Schicht meist eine Dicke in der Größenordnung von 1 [, und darunter besitzt.
So sind z. B. ferromagnetische Bauelemente bekamit, bei denen auf oder um einen Stromleiter, z. B. eine Metallfolie oder einen Metalldraht, eine dünne ferromagnetische Schicht, z. B. in Form eines flächenhaften Belages, durch elektrolytische Abscheidung, durch Aufdampfen oder ein ähnliches Verfahren aufgebracht ist. Besteht die ferromagnetische Schicht selbst nicht aus einem Material, das gute elektrisch isolierende Eigenschaften besitzt, dann ist es notwendig, zwischen Stromleiter und Ferromagnetikum eine Isolierschicht anzuordnen.
So ist es bekannt, Lacke als Isolierschicht bei Bauelementen der genannten Art zu benutzen. Diese Lacke sind dann besonders nachteilig, wenn auf dem von der Isolierschicht bedeckten Stromleiter das Ferromagnetikum z. B. durch Aufdampfen oder Kathodenzerstäubung aufgebracht wird. In diesen Fällen, insbesondere im Hochvakuum und bei Temperaturen von mehr als 200° C, beginnen die Lacke Dämpfe oder Gase in solchem Maße abzugeben, daß die für die Durchführung des Verfahrens erforderlichen Vakuumbedingungen sich nur schwer aufrechterhalten lassen.
Es sind auch Isolierschichten bei Bauelementen der genannten oder anderer Art bekannt, die durch Aufdampfen oder Auftragen von Si O-Si 0z, Si O.>, Ah 03, MgF, oder anderen anorganischen Verbindungen hergestellt werden. Zu diesem Zwecke sind besondere Apparaturen erforderlich, die mitunter recht unerwünscht erscheinen. Außerdem erwiesen sich Si O-Schichten als hygroskopisch, so daß dieselben in einem zusätzlichen Oxydationsprozeß in Si O-Schichten umgewandelt wurden.
Aufgabe der Erfindung ist es, die Isolierschicht bei einem ferromagnetischen Bauelement in möglichst einfacher Weise herzustellen, wobei die Isolierschicht aus Stoffen besteht, die sich auch bei einer Hochvakuumbehandlung und bei hohen Temperaturen nicht zersetzen oder Dämpfe abgeben und die sich insbesondere hinsichtlich ihrer eigenen Haftfestigkeit auf dem Stromleiter als auch hinsichtlich der Haftmöglichkeit der später aufgebrachten ferromagnetischen Schicht vorteilhaft auszeichnen.
Dies wird gemäß der Erfindung dadurch erreicht, daß bei einem ferromagnetischen Bauelement, wie es z. B. für parametrische Verstärker oder als Speicherelement, wie Twistor, Matrixplatte od. dgl., Verwendung findet und aus einer ferromagnetischen Schicht und elektrisch gut leitenden Bahnen, Schichten od. dgl. als Stromleiter sowie einer Isolierschicht zwischen Ferromagnetikum und Stromleiter besteht, die Isolierschicht aus Oxyden, Nitriden oder anderen Salzen des metallischen Stromleiters ausgebildet ist.
Der besondere Vorteil der Erfindung besteht in der einfachen Erzeugung dieser Isolierschicht, beispielsweise durch oberflächliche Oxydation, oberflächliche Nitridbildung oder mittels oberflächlicher elektrolytischer Behandlung des metallischen Stromleiters. Auf diese Weise kann die Isolierschicht je nach den geforderten Isoliereigenschaften und der Zusammensetzung dieser Schicht sehr dünn ausgebildet werden. Insbesondere bei der späteren Aufbrinaung des Ferromagnetikums, das insbesondere eine Schichtdicke in der Größenordnung von 1 tt und darunter besitzt, erweist sich dies als Vorteil. Diese erfindungsgemäßen Isolierschichten haben den Vorteil, daß sie durch ihre innige Verbindung mit dem metallischen Stromleiter, aus dem sie gebildet sind, fest auf diesem haften und daß sie meist eine hinreichend glatte Oberfläche aufweisen. Es hat sich gezeigt, daß die beispielsweise durch Kathodenzerstäubung oder Aufdampfung hergestellten dünnen ferromagnetischen Schichten sehr gut auf diesen Isolierschichten haften.
Als Beispiele sind in den Fig. 1 und 2 erfindungsgemäß ausgebildete ferromagnetische Bauelemente dargestellt. Nach Fig.l besteht das ferromagnetische Bauelement aus einem als Aluminiumschicht auf einem Glasrohr 3 zylindrisch aufgebrachten Stromleiter 2. Durch elektrolytische Behandlung ist die Oberfläche des Aluminiumbelages oxydiert, so daß eine dünne Al.>O.,-Schicht 2 ausgebildet ist. Diese isolierende Schicht ist hochtemperaturfest, und sie kann im Vakuum gut entgast werden, ohne Dämpfe abzugeben. Diese Schicht haftet außerordentlich fest auf dem Aluminiumbelag. Auf dieser A1,03-.Isolierschicht ist als Ferromagnetikum eine Permalloyschicht 4 ringförmig z. B. im Kathodenzerstäubungsverfahren aufgebracht. Dieses Bauelement eignet sich besonders vorteilhaft für parametrische Verstärker.
In Fig. 2 ist ein ferromagnetisches Speicherelement im Schnitt dargestellt. Auf einer Glasplatte 5 ist eine Aluminiumschicht 6 beispielsweise aufgedampft und durch elektrolytische Behandlung oberflächlich zu einer A1,203 Schicht 7 oxydiert. Auf dieser isolierenden Trennschicht ist ein kreisförmiges, aus Permalloy bestehendes Ferromagnetikum 8 aufgebracht. Das Ferromagnetikum und die oxydierte Aluminiumschicht können wiederum durch eine andere Isolierschicht, z. B. durch Lack, abgedeckt und zusätzlich - wie zur Verdrahtung von Speichermatrizen bekannt - mit einer gedruckten Schaltung versehen sein. Auch eine mit gedruckten Leitungsbahnen versehene Folie kann - wie ebenfalls bekannt ist -auf diesem Speicherelement befestigt sein, so daß auf verhältnismäßig kleinem Raum viele Funktionen durch die Unterbringung der notwendigen Stromzuführungen und eventuell anderer Leitungszüge, die für die Gesamtschaltung notwendig sind, erfüllt sind.
Handelt es sich bei dem ferromagnetischen Bauelement beispielsweise um ein zylindrisches Bauelement mit einem Metalldraht und einer koaxial um diesen angeordneten ferromagnetischen Schicht, die von dem Meta1_ldraht durch die erfindungsgemäße Isolierschicht getrennt ist, dann kann in Weiterbildung der Erfindung die ferromagnetische Schicht in sehr einfacher, für die Erzeugung von Vorzugsrichtungen in einem auf einen Stromleiter aufgetragenen Ferromagaetikum bekannten Weise magnetisch ausgerichtet werden. Zu diesem Zweck wird während des Aufbringens oder eines nachträglichen Temperns der ferromagnetisehen Schicht Strom durch den Metalldraht geschickt, um den sich ein magnetisches Feld ausbildet. Dieses Feld dient zur magnetischen Ausrichtung der ferromagnetischen Schicht.

Claims

PATENTANSPRÜCHE: 1. Ferromagnetisches Bauelement, z. B. für parametrische Verstärker oder als Speicherelement, wie Twistor, Matrixplatte u. dgl., mit einer ferromagnetischen Schicht und elektrisch gut leitenden Bahnen, Schichten od. dgl. als Stromleiter sowie einer Isolierschicht zwischen Ferromagnetikum und Stromleiter, dadurch gekennzeichnet, daß die Isolierschicht aus Oxyden, Nitriden oder anderen Salzen des metallischen Stromleiters besteht.
2. Ferromagnetisches Bauelement nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die ferromagnetische Schicht eine Dicke in der Größenordnung von 1 #t und darunter besitzt.
3. Ferromagnetisches Bauelement nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Isolierschicht durch oberflächliche Oxydation des metallischen Stromleiters hergestellt ist.
4. Ferromagnetisches Bauelement nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Isolierschicht durch oberflächliche Nitridbildung des metallischen Stromleiters hergestellt ist.
5. Ferromagnetisches Bauelement nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Isolierschicht durch oberflächliche elektrolytische Behandlung des metallischen Stromleiters hergestellt ist.
6. Ferromagnetisches Bauelement nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß der Stromleiter aus Aluminium und die Isolierschicht aus einer elektrolytisch erzeugten dünnen A1=03 Schicht bestehen.
7. Ferromagnetisches Bauelement nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß der Stromleiter als dünne Schicht auf Glas oder Quarz ausgebildet ist. B.
Ferromagnetisches Bauelement nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß die ferromagnetische Schicht durch Kathodenzerstäubung auf dem isolierten Stromleiter hergestellt ist.
9. Ferromagnetisches Bauelement nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß die ferromagnetische Schicht durch Aufdampfen auf den isolierten Stromleiter niedergeschlagen ist.
10. Ferromagnetisches Bauelement nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die ferromagnetische Schicht durch das magnetische Feld eines den Stromleiter durchfließenden Stromes beim Auftragen oder Tempern derselben magnetisch ausgerichtet ist. In Betracht gezogene Druckschriften: Deutsche Auslegeschriften Nr. 1035 810, 1062 036; deutsche Patentanmeldung S 20550 VIII a/ 21 a4, (bekanntgemacht am 25. 10. 1951); USA.-Patentschrift Nr. 2 792 563; »Electronics« vom 13. 11. 1959, S. 92 bis 95; vom 9. 9. 1960, S. 913 bis 920; »J. of. Appl. Physics«, Suppe. 30,4 vomApril 1959, S. 45 S/46 S; »IRE-Transactions«, Heft EC-8, 1959, S. 465 bis 469; »ETZ-A« vom 5. 12. 1960, S. 913 bis 920.