DE2362914A1

DE2362914A1 - Magnettafel mit magnetischen einzelwanddomaenen

Info

Publication number: DE2362914A1
Application number: DE2362914A
Authority: DE
Inventors: Bernell Edwin Argyle; John Cosimo Deluca
Original assignee: International Business Machines Corp
Current assignee: International Business Machines Corp
Priority date: 1972-12-29
Filing date: 1973-12-18
Publication date: 1974-08-08
Also published as: FR2212606A1; JPS4998937A; FR2212606B1; GB1434263A; US3911411A; JPS528216B2

Description

Amtliches Aktenzeichen:

Neuanmeldung

Aktenzeichen der Anmelderin:

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Hagnettafel mit magnetischen Einzelwanddomänen

Die Erfindung betrifft eine Anordnung mit einer Magnettafel, die zur Aufrechterhaltung und Weiterleitung von magnetischen Einzelwanddomänen zur Informationsdarstellung und -verarbeitung mit einem Vormagnetisierungsfeld in Richtung ihrer Normalen durchsetzt ist.

Systeme dieser Art nehmen in ihrer Bedeutung zu. Die in herkömmlicher Anschauung durch zylindrische Gestalt bestimmten magnetischen Einzelwanddomänen besitzen eine Magnetisierung senkrecht zur Ebene der Magnettafel, in der sie sich befinden, wobei jedoch ihre Magnetisierungsrichtung entgegengesetzt gerichtet ist zu der der Magnettafel.

Anordnungen dieser Art lassen sich zu mannigfaltigen Zwecken ver-" wenden, wie Speicherung, logische Verknüpfungen und dergleichen, wobei zur binären Darstellung das Vorhandensein oder Nichtvorhandensein einer magnetischen Einzelwanddomäne ausgenutzt wird.

Die Aufgabe der Erfindung besteht darin, zur Binärdarstellung andere Kriterien magnetischer Einzelwanddomänen heranzuziehen, die zu einer Vereinfachung der zur Verarbeitung magnetischer Einzelwanddomänen dienenden Mittel führen.

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Erfindungsgemäß wird diese Aufgabe dadurch gelöst, daß zur Erzeugung zur Binärdarstellung dienender magnetischer Einzelwanddomänen unterschiedlicher Größe Magnetisierungsmittel vorgesehen sind, die auf örtlich lokalisierte Bereiche der Magnettafel unter Bereitstellung eines magnetischen ümschaltfeldes zur Einwirkung zu bringen sind, um einerseits die Magnetisierungsrichtung ausschließlich eines Teils je einer sich über die gesamte Dicke der Magnettafel im Wirkungsbereich der Magnetisierungsmittel erstrekkenden, magnetischen Einzelwanddomäne vom Typ A umzukehren gestattet, so daß eine verkleinerte magnetische Einzelwanddomäne vom Typ B entsteht und andererseits die Magnetisierungsrichtung unterhalb bzw. oberhalb einer verkleinerten magnetischen Einzelwanddomäne vom Typ B in der Magnettafel selbst umzukehren gestat-

tet, so daß die sich über die gesamte Dicke der Magnettafel erstreckende, bzw. vergrößerte magnetische Einzelwanddomäne vom Typ A wiederherstellbar ist.

Es hat sich nämlich gezeigt, daß ohne weiteres zwei Größentypen von magnetischen Einzelwanddomänen in demselben magnetisierbarη Medium gleichzeitig existieren körinen und daß diese beiden unterschiedlichen Domänentypen ungleiche Eigenschaften besitzen, die es mit Hilfe an sich bekannter Mittel leicht gestatten', aufgrund der hierdurch bedingten unterschiedlichen Kriterien beide Typen voneinander zu unterscheiden.

Die erste dieser Einzelwanddomänentypen, nämlich die vom Typ A, besitzt einen größeren Durchmesser, als die des Typs B. Weiterhin ergibt sich, daß der Typ A eine sehr viel besser de finierte Grenzwandung besitzt, wie sich z.B. bei Faraday-Durchgang von Lichtstrahlen zeigt. Bei Einzelwanddomänen des Typs B ist bei Faraday-Durchstrahlung jeweils eine mehr oder weniger verwaschene Grenzwandung festzustellen. Diese beiden Typen von magnetischen Einzelwanddomänen können wie gesagt im selben magnetischen Medium unter Einwirkung desselben Vormagnetisierungsfeldes existieren, wobei ohne Änderung ihrer charakteristischen Eigenschaften eine Weiterleitung durch die Magnettafel bzw. Speicherung in

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der Magnettafel durchzuführen ist.

Eine Umwandlung von einem Typ in den anderen und umgekehrt läßt sich in reproduzierbarer Weise unter Anwendung einfacher Mittel ausführen. Dadurch, daß die Binärdarsteilung gemäß der Erfindung unter Ausnutzung von magnetischen Einzelwanddomänen unterschiedlicher Größe erfolgt, lassen sich eine größere Anpassungsfähigkeit und Flexibilität gegenüber bisher erzielen.

Die Mittel zur Verkleinerung bzw. Vergrößerung der magnetischen Einzelwanddorrünen und damit zur Umw and lung vom Typ A in den Typ 3 und umgekehrt, bestehen allgemein gesagt aus Maßnahmen zur Erzeugung örtlich lokalisierter Magnetfelder, die entweder in Richtung des Vormagnetisierungsfeldes der Magnettafel ausgerichtet oder hierzu entgegengesetzt gerichtet sind..Eine mit Stromimpulsen beaufschlagbare Spule oder ein Magnetstift läßt sich hierzu durch Anwenden im jeweils gewünschten örtlich lokalisierten Bereich benutzen.

Zur Weiterleitung der magnetischen Einzelwanddomänen beiden Typs lassen sich herkömmliche Weiterleitungsmittel verwenden, da, wie sich gezeigt hat, keine Änderung der charakteristischen Domäneneigenschaften hiermit verbunden ist.

In vorteilhafter Weise ist gemäß einer Weiterbildung der Erfindung vorgesehen, daß bei einer Vormagnetisierung der Magnettafel zur Stabilisierung hierin enthaltener magnetischer Einzelwanddomänen von etwa 64 bis 70 Oe ein magnetisches Umschaltfeld von etwa 50 bis 100 Oe anlegbar ist.

Weiterhin ist zur Abtastung der magnetischen Einzelwanddomänen vorgesehen, daß eine Wechselstrom-beaufschlagbare Leiterschleifenanordnung als Teil einer Resonanzanordnung dient, durch die erfaßte Einzelwanddomänen in Pulsation versetzbar sind, so daß die Re'sonanzbedingung der Leiterschleifenanordnung vom Vorhandensein der jeweils erfaßten magnetischen Einzelwanddomäne des

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Typs.Λ oder B abhängig ist. Unter bestimmten Voraussetzungen ist es jedoch auch möglich, zur Abfühlung der magnetischen Einzelwanddomänen magnetoresistive Abfühlelemente in Form weichmagnetischer Permalloystreifen zu verwenden, die von konstantem Strom durchflossen sind oder an einer Konstantspannungsquelle liegen. Das Auftreten von Magnetfelddomänen des Typs A oder B läßt sich dann durch die jeweilige Spannungs- bzw. Stromänderung erfassen.

Zur vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung ist weiterhin vorges.ehen, daß zur Erzeugung von magnetischen Einzelwanddomänen des Typs A oder B für die Eingabe in Weiterleitungspfade zumindest ein schwach vormagnetisierter Bereich einer Magnettafel vorgesehen ist, in dem bandförmige, relativ großräumige magnetische Domänen verteilt sind, und daß als Magnetisierungsraittel vornehmlich eine auf diesen schwach vormagnetisierten Bereich einwirkende Leiterschleife dient, die mit Stromimpulsen zur Erzeugung von magnetischen Einzelwanddomänen des Typs A oder des Typs B beaufschlagbar ist.

Schließlich läßt sich mit Hilfe der Erfindung in vorteilhafter Weise eine Anzeigevorrichtung aufgrund der Tatsache bereitstellen, daß eine Einzelwanddomäne vom Typ A als großer heller Lichtfleck erscheint, wenn die Magnettafel zwischen nahezu gekreuzten Polarisatoren betrachtet wird, und die Einzelwanddomänen vom Typ B als kleine mehr oder wenige verwaschene Bereiche bei Betrachtung zwischen nahezu gekreuzten Polarisatoren zu beobachten sind. Eine Anzeige läßt sich demnach realisieren, wenn Mittel vorgesehen sind, um die Domänen in örtlich lokalisierten Bereichen der Magnettafel gemäß dem darzustellenden Muster umzuschalten.

So lassen sich z. B. entsprechend einer Weiterbildung der Erfindung stromführende, sich kreuzende Koordinatenleiter vorsehen, wo dann die Domänen an den sich kreuzenden Koordinantenleitersteilen hervorgerufen werden können. Mit anderen Worten, ein durch ein darzustellendes Zeichen vollständig erregtes magnetisches Medium in Form einer Magnettafel, besitzt magnetische Einzelwand-

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domänen in einer entsprechenden Vielzahl von stabilen Positionen. Stromimpulse längs der ausgewählten Koordinantenleiter veranlassen diese Domänen, an diesen Stellen jeweils ihren Zustand zu ändern. Wenn auf die Magnettafel einfallendes Licht zur Sichtbeobachtung verwendet wird, dann zeigt sich ein Muster aufgrund der entsprechend verteilten magnetischen Einzelwanddomänen vom Typ A.

Da grundsätzlich der Domänentyp bei Ausdehnung der Domänen in streifenförmige Domänenbereiche durch entsprechende Schwächung des Vormagnetisierungsfeldes der Magnettafel beibehalten bleibt, lassen sich in weiterer Ausgestaltung der Erfindung Domänen vom Typ A in streifenförmige Einzelwanddomänen ausdehen, um so ggf. eine Segmentanzeige bereitzustellen.

Weitere Merkmale und Vorteile der Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung von Ausführungsbeispielen anhand der unten aufgeführten Zeichnungen und aus den Patentansprüchen.

Es zeigen:

Fig. 1 eine schematische Darstellung einer Magnettafel,

enthaltend zwei verschiedene Typen von magnetischen Einzelwanddomänen;

Fign. 2A bis 2C Querschnittsausschnitte einer Magnettafel mit

verschiedenen Modellen für magnetische Einzelwanddomänen;

Fig. 3 eine Prinzipdarstellung zur Erzeugung magnetischer Einzelwanddomänen unterschiedlichen Typs;

Fig. 4 ein Weiterleitungs- und Abfühlungssystem für magnetische Einzelwanddomänen;

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Fig. 5 ein weiteres Ausführungsbeispiel für ein Weiter-

leitungs- und Abfühlsystem für magnetische Einzelwanddomänen unterschiedlichen Typs;

Fig. 6 ein Weiterleitungs- und Abfühlungssystem in ab

gewandelter Ausführung unter Anwendung von magnetischen Einzelwanddomänen unterschiedlichen

Typs ;

Fig. 7 ein Weiterleitungs- und Abfühlungssystem nach

Art des in Fig. 6 dargestellten Systems, jedoch mit einer Einrichtung zum umschalten von einem Domänentyp auf den anderen und umgekehrt;

Fig. 8 eine graphische Darstellung» bei der die Domä-

nenpendelungsamplitude in Abhängigkeit von der Frequenz eines konstanten Sinuswechselmagnetfeldes parallel zu H dargestellt ist;

- Z

Fig. 9 die erfindungsgemäße Anordnung zur Anwendung in

Anzeigevorrichtungen.

Die erfindungsgemäß verwendete Magnettafel 10 (Fig. 1) kann aus irgend einem geeigneten Material bestehen einschließlich Granat und Orthoferrit. Die in Fig. 1 gezeigten magnetischen Einzelwanddomänen 12 zeigen einen Typ A mit großem Durchmesser und einen Typ B mit kleinem Durchmesser, die beide durch ihre Wandung definiert sind. In Praxis zeigt der magnetische Einzelwanddomänentyp B eine Domänenwandung, die bei Betrachung unter polarisiertem Licht in Anwendung des Faraday-Effekts etwas verschleiert wirkt.

In den Fign. 2A bis 2C sind drei mögliche Domänenwanäkonfigurationen zur Erklärung des beobachteten Faraday-Kontrastes dieser beiden Einzelwanddomänentypen gezeigt. Es sind demnach magnetische Einzelwanddoxnänen unterschiedlicher Abmessung und unterschiedlicher

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Wandungskonfiguration postuliert. Die Materialeigenschaften der Magnettafel 10 mögen zwar über der gesamten Filmdicke unter der Bedingung nach Fig. 2A gleichförmig sein, jedoch unter den Voraussetzungen nach Fign. 2B und 2C könnte diesen Eigenschaften möglicherweise auch eine gewisse Schichtung zugrundeliegen. Diese unterschiedlichen Wandungskonfigurationen lassen zu, daß die Gesamtenergie der magnetischen Einzelwanddomänen jeweils gleich ist, so daß sie unter Einwirkung des gleichen Vormagnetisierungsfeldes H_x in Richtung der Normalen der Magnettafel 10 miteinander existieren können. Infolgedessen besitzt, wie Fig. 2A zeigt, die kleinere magnetische Einzelwanddomäne B Ausbuchtungen 14 in ihrer Domänenwandung, die die Wandenergie der magnetischen Einzelwanddomäne B derart steigern, daß sie die gleich ist wie die der magnetischen ■ Einzelwanddomäne A.

Die magnetische zylindrische Einzelwanddomäne A'in Fig. 2A besitzt zwei Partien 16, die die gleiche Magnetisierungsrichtung aufweisen, wie die Magnetisierung M_ der Magnettafel 10. Diese Konfigurationspartien 16 lassen sich voraussetzen, weil die Kurve der Faraday-Lichtintensität durch eine magnetische Einzelwanddomäne A in Abhängigkeit vom Abstand über der magnetischen Einzelwanddomäne öfters einen kleinen Intensitätseinbruch zeigt, der ungefähr vom Mittelpunkt der magnetischen Einzelwanddomäne ausgeht.

Fig. 2B zeigt eine andere hinreichende Erklärung für die Koexistenz beider Typen magnetischer Einzelwanddomänen in einer Magnettafel. In dieser Darstellung erstreckt sich der Typ B der magnetischen Einzelwanddomäne nicht durch die gesamte Dicke der Magnettafel Dies würde der verschleierten Erscheinungsform dieses Typs bei Betrachtung in Faradaydurchlässigkeit Rechnung tragen. Ein möglicher Grund für die geringe Erstreckung des Typs B der magnetischen Einzelwanddomäne könnte der sein, daß ein Gradient der Bestandteilszusammensetzung im Material in der Magnettafel 10 vorliegt. Das würde bedeuten, daß die magnetischen Eigenschaften der Magnettafel 10 im Gebiet 18 unter der magnetischen Einzelwanddomä-

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ne vom Typ B nicht ausreichen, um diesen Domänentyp in diesen Schichtbereichen zu unterhalten. Andererseits lassen sich jedoch magnetische Einzelwanddomänen des Typs A in der Magnettafel 10 aufgrund ihrer Materialeigenschaften jeweils in allen Schichtbereichen beibehalten.

Die in Fig. 2C gezeigte magnetische Einzelwanddomäne des Typs A entspricht im wesentlichen denen, die in den Figuren 2A und 2B gezeigt sind. Die magnetische Einzelwanddomäne des Typs B erstreckt sich zwar hier über die gesamte Dicke der Magnettafel 10, besitzt jedoch eine Ausweitung 14 am oberen Rand. Ebenso wie bei den magnetischen Einzelwanddomänen des Typs A zeigen sich auch hier bei Betrachtung mit polarisiertem Licht kleine Partien 16 umgekehrter Magnetisierung. Wie bereits erwähnt, ist es durchaus möglich, diese unterschiedlichen Typen magnetischer Einzelwanddomänen in irgend einem der bekannten magnetischen Materialien zu erhalten, die zur Aufrechterhaltung magnetischer Einzelwanddomänen geeignet sind. In nachstehender Tabelle sind drei verschiedene Beispiele von magnetischen Materialien für diesen Zweck aufgeführt, die sich insbesondere zur Anwendung bei magnetischen Einzelwanddomänen des Typs A und des Typs B als geeignet erwiesen haben.

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Muster Nr. Verbindung

Magnettafe1-Dicke in iim

Domänendurchmesser
in ρ

Magnetisierung 4 M

92

cn LPED LPE

Eu- _CY« iGa, ,Fe,, _Q0. ~ 0,6 2,4 1,1 3,9 12

^EuO,7^Y2,3^Gal,l^Fe3,9°12

1,O 2,O 1,O 4,O

B	A
9	16
3	7
2	4

450

290

280

CT) K)

"^1O" 23629H

Die beiden mit LPED bezeichneten Muster sind mit.Hilfe eines Flüssigphasen-Epitaxieverfahrens unter Anwendung einer Tauchtechnik hergestellt. Das mit LPE ist ebenfalls mit Hilfe eines Flüssigphasen-Epitaxieverfahrens hergestellt, jedoch ist eine Gießtechnik angewendet worden, bei der der Schmelzfluß über das Substrat zum Fließen gebracht worden ist. In beiden Fällen sind die Filme auf geeigneten Granatsubstraten gebildet.

Bei diesen Magnetfilmen sind die Schichtwachstumsbedingungen derart, daß die Wahrscheinlichkeit hoch ist, daß die anfänglich auf das Substrat niedergeschlagene Schicht unter Schichtniederschlagsbedingungen gebildet ist, die zu erhöhten Anteilen von Gallium am Grund der Magnettafel 10 geführt haben. Dies könnte der Tatsache Rechnung tragen, daß die magnetischen Einzelwanddomänen des Typs B sich nicht über die gesamte Dicke der Magnettafel 10 erstrecken, wohingegen sich die magnetischen Einzelwanddomänen des größeren Typs A durchaus in der gesamten Dicke der Magnettafel 10 ausbreiten.

Die schematische Darstellung in Fig. 3 zeigt eine Anordnung zur Erzeugung von magnetischen Einzelwanddomänen des Typs A und des Typs B. Wo immer möglich, werden in allen Darstellungen die gleichen Bezugszeichen verwendet, wie in dieser Figur. Auf der Magnettafel 10 sind Mittel 20 angeordnet, um ein örtlich lokalisiertes Magnetfeld zu erzeugen, das im wesentlichen senkrecht zur Ebene der Magnettafel 10 gerichtet ist. Im vorliegenden Fall ist als Mittel zur Erzeugung des örtlich lokalisierten Magnetfeldes eine stromführende Spule 22 gezeigt, die über einen veränderbaren Widerstand R an eine Impulsquelle 24 angeschlossen ist. Das von der Spulenwicklung 22 umfaßte Gebiet der Magnettafel 10 wird entweder parallel oder antiparallel zum Grundmagnetisierungsfeld IL. je nach Polarität des angelegten Stromes magnetisiert.

Die Magnetfelderzeugungsmittel 20 lassen sich auch durch ein weichmagnetisches Bauelement realisieren, das unter entsprechender Führung ebenfalls ein örtlich lokalisiertes Magnetfeld in Rieh-

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tung der normalen der Magnettafel an der gewünschten Position zu erzeugen vermag.

Eine Vormagnetisierungsfeldquelle 26 dient zur Erzeugung des Vormagnetisierungsfeldes H . Wie andererseits schon bekannt, läßt

sich diese Feldquelle 26 durch eine Spule darstellen, die die Magnettafel 10 umgibt. Andererseits können auch ein permanenter Magnet oder eine magnetische Schicht, die der Magnettafel zugeordnet ist und mit ihr in Austauschkopplung steht, gebildet werden.

Die Weiterleitungsfeldquelle 28 dient zur Erzeugung eines Magnetfeldes H, dessen Richtung in die Ebene der Magnettafel 10 fällt. Die Feldquelle 28 dient im Zusammenwirken mit den Weiterleitungsmitteln 30 dazu, die magnetischen zylindrischen Einzelwanddomänen in Pfeilrichtung 32 weiterzuleiten.

Eine Steueranordnung 34 liefert Auslöse- und Synchronisierimpulse zu den Feldquellen 26 und 28 ebenso wie zum Impulsgenerator 24.

Bei Betrieb existieren zunächst Streifendomänen 36 in der Magnettafel 10, solange sie sich in einem entmagnetisierten bzw. leichtmagnetisierten Zustand befindet. Im Bereich der Wicklung 22 befinden sich dann ebenfalls streifenförmige magnetische Einzelwanddomänen. Wirkt ein Vormagnetisierungsfeld H auf die Magnettafel

ein und wird ein Stromimpuls der Wicklung 22 zugeführt, dann werden die magnetischen streifenförmigen Einzelwanddomänen 36 aufgeteilt, wobei sich einige magnetische Einzelwanddomänen vom Typ A und andere magnetische zylindrische Einzelwanddomänen vom Typ B bilden. Unter der Wirkung des Weiterleitungsfeldes H sowie der Weiterleitungsmittel 30, die in an sich bekannter Weise aus T- und I-förmigen weichmagnetischen Streifen in spezieller Anordnung bestehen, lassen sich die magnetichen Einzelwanddomänen vom Typ A und Typ B in Pfeilrichtung 32 weiterleiten.

Für das Muster Nr. LPE 66 von Tabelle I wurde ein gleichförmiges Vormagnetisierungsfeld H von 64 bis 70 Oe angewendet,· um eine

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der beiden Einzelwanddomänentypen zu stabilisieren.

Um magnetische Einzelwanddomänen vom Typ A in den Typ B umzuwandeln, wird ein entsprechender Stromimpuls der Wicklung 22 zugeführt. Dieser Stromimpuls besitzt eine Polarität/ deren hierdurch bedingte Magnetfeldrichtung die Magnetisierungsrichtung des unteren Teils der magnetischen Einzelwanddomäne A in die entgegengesetzte Richtung d. h., in Richtung der Magnetisierung der Magnettafel 10 einstellt. Auf diese Weise läßt sich die Einzelwanddomäne des Typs A in eine solche des Typs B umwandeln, so daß sich nunmehr die magnetische Einzelwanddomäne nicht mehr über die cfesamte Dicke der Magnettafel 10 erstreckt.

Die Stromimpulsamplitude ist derart gewählt, daß ein für die Umwandlung geeignetes Augenblicksmagnetfeld hervorgerufen wird. Für das Muster LPE 66 beträgt der Wert der Amplitude zur Umwandlung angenähert 50 bis 100 Oe. Es lassen sich Einzelstromimpulse oder auch Impulszüge anwenden, wobei die Impulsdauer etwa 10 Millisekunden beträgt. Bei Benutzung von Impulsfolgen kann eine Folgefrequenz von 10 bis 100 Hz Anwendung finden. Je nach dem verwendeten Muster läßt sich aber eine große Auswahl treffen. Wesentlich hierbei ist jedoch, daß durch Aufteilen der streifenförmigen magnetischen Einzelwanddomänen eine Umwandlung in Einzelwanädomänen des Typs A und des Typs B innerhalb der Fläche der Wicklung 22 erfolgt und daß die Änderung der Polarität eines Impulses bei geeigneter Amplitude die Umwandlung einer magnetischen Einzelwanddomäne vom Typ A in den Typ B und vom Typ B in den Typ A, je nachdem, wie der Fall liegt, zur Folge hat.

Wie bereits gesagt, ist zur Umwandlung einer magnetischen Einzelwanddomäne vom Typ B in den Typ A ein Stromimpuls in der Wicklung 22 erforderlich, dessen Polarität ein entgegengesetzt gerichtetes Magnetfeld zum Vormagnetisierungsfeld H erzeugt. Das durch den Strom in der Wicklung 22 hervorgerufene impulsförmige Magnetfeld dreht die Magnetisierungsrichtung der Magnettafe.l 10 im Flächenbereich unterhalb der magnetischen Einzelwanddomäne vom

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Typ-B. Dadurch entsteht eine magnetische Einzelwanddomäne vojn Typ A, die sich dann über die gesamte Dicke der Magnettafel 10 erstreckt.

Wie zuvor, sind für die letzt genannte Umwandlung Stromimpulse mit gleichen Werten geeignet; d. h. Amplitude, Impulsdauer, Frequenz usw. sind nicht geändert. Die Wicklungsabmessung ist beliebig und ist im vorliegenden Fall so getroffen, daß ein Durchmesser von einigen Milimetern wirksam ist. Allgemein gesagt, läßt sich eine Wicklung anwenden, die ein Feld von 50 Oe/A bereitzustellen vermag.

In der schematischen Darstellung nach Fig. 4 zur Erzeugung und Verarbeitung von magnetischen Einzelwanddomänen des Typs A und des Typs B ist zur Vereinfachung die Magnettafel 10 nicht gezeigt. Das System selbst besteht aus einer Quelle 38A für magnetische Einzelwanddomänen des Typs A, einer Quelle 38B für magnetische Einzelwanddomänen des Typs B, den Weiterleitungsmitteln 40 undden Abfühlmitteln 42. Die Domänenquellen 38A und 38B enthalten jeweils stromführende Leiter 44A und 44B. Der durch diese Leiter hindurchgeführte Strom dient zum Aufspalten der streifenförmigen Domänen 46A und 46B. Die so erzeugten magnetischen Einzelwanddomänen A und B werden dann dem durch die Weiterleitungsmittel 40 gebildeten Schieberegister SR zugeführt. Unabhängig von der hier gezeigten Darstellung der Domänenquellen 38A und 38B versteht es sich, daß diese Quellen in der Lage sind, magnetische Einzelwanddomänen des TypSv A und des Typs B reproduzierbar in der erfindungsgemäß angegebenen Weise bereitzustellen. Das bedeutet, daß entsprechende Wicklungen vorgesehen sind, um die gebildeten magnetischen Einzelwanddomänen mit Pulsen zu beaufschlagen, um so zu gewährleisten, daß, falls erforderlich, magnetische Einzelwanddomänen des Typs A und des Typs B zur Verfügung gestellt werden können. In der Anordnung nach Fig. 4 dienen die Steueranordnungen 48A und 48B zur Bereitstellung von Stromimpulsen ausgewählter Polarität, um sie in den Wicklungen 44A und 44B wirksam werden zu lassen.

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In üblicher Weise angeordnete T- und I-förmige weichmagnetiscbe Streifen dienen zur Weiterleitung der magnetischen Einzelwanddomänen durch das Schieberegister SR. Diese weichi^agnetischen Streifenelemente besitzen Abstände untereinander, die den magnetischen Einzelwanddomänen des Typs A oder des Typs B zur Weiterleitung größenmäßig angepaßt sind. D. H., der Abstand zwischen zwei aufeinanderfolgenden T- und I-förndgen weichraa^netischen Streifen ist hinreichend gering, um eine Weiterleitung von magnetischen Einzelwanddomänen des Typs B zu gestatten. Dani.it ist dann auch auf alle Fälle sichergestellt, daß magnetische Einzelwanddomänen des Typs A unter der Einwirkung dieser Struktur weitergeleitet werden können. Die Weiterleitung selbst erfolgt unter der Wirkung des sich drehenden Hagnetfeldes H, wie es ebenfalls an sich bekannt ist. Die Betätigung der Steueranordnungen 48B dient zur Ausgabeauswahl von magnetischen Einzelwanddomänen des Typs A und von Einzelwanddomänen des Typs B in das Schieberegister entsprechend der gewünschten Informationsfolge.

Wie gezeigt, enthalten die Abfühlmittel 42 eine Leiterschleife 50, die mit einer Abfühlschaltung 52 verbunden ist. Diese Abfühlschaltung kann aus einer üblichen Schaltung zur Feststellung von Magnetflußanderungen bestehen, da die Flußänderung bedingt durch eine magnetische Einzelwanddomäne des Typs A unterschiedlich ist von der des kleineren Typs B. Diese Domänen unterschiedlichen Typs lassen sich also hierdurch direkt erfassen. Darüberhinaus lassen sich Abfühleleinente in unterschiedlicher Weise anordnen, um den Signalunterschied bei Empfang noch mehr hervorzuheben, wenn beide Typen der magnetischen Einselwanddomänen erfaßt werden sollen. Mittel dieser Art sind ebenfalls an sich bekannt, so daß sich ein weiteres Eingehen hierauf erübrigt.

Wird eine an anderer Stelle beschriebene Abfühlsehai fei ng 52 zur Erfassung magnetischer Einzelwanddomänen verwendet, dann schwingen gewissermaßen die magnetischen Einzelwanddomäxien des Typs A und des Typs B unter der Wirkung des Stromflusses durch die Wick-

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lung 50 und die dynamische Antwort des Systems wird/ wie dort beschrieben, erfaßt. Das bedeutet, daß eine Verschiebung in der Resonanzlage der Abfühlschaltung 52 für eine Anzeige magnetischer Einzelwanddomänen des Typs A und des Typs B ausgenutzt werden kann.

Ilagnetoresistive Abfühlmaßnahmen lassen sich hier ebenfalls anwenden. In diesem Falle würde die Leiterschleife 50 durch ein magnetoresistives Abfühlelement" ersetzt und die Abfühlschaltung 52 bestünde dann entsprechend aus einer Konstantstrom- oder -Spannungsquelle, die mit dem magnetoresistiven Abfühlelement in Verbindung steht. Eine solche Anordnung ist ebenfalls an anderer Stelle beschrieben.

Das in Fig. 5 schematisch dargestellt System zur Anwendung von magnetischen Einzelwanddomänen beider Typen ist in vieler Hinsicht dem in Fig. 4 gezeigten System ähnlich. Der Unterschied jedoch besteht darin, daß der Einzelwanddomänengenerator 54 Einzelwanddomänen des Typs B erzeugt, die dann unter dem Einfluß von Stromimpulsen in der Wicklung 56 in Einzelwanddomänen des Typs A abgeändert werden. Auf diese Weise läßt sich ein gesteuertes Inforirationsmuster, bestehend aus magnetischen Einzelwanddomänen des Typs A und des Typs B, in entsprechender Reihenfolge in das Schieberegister SR, das durch die Weiterleitungsmittel 40 gebildet wird, eingeben.

Wie zuvor, besteht der magnetische Einzelwanddomänengenerator 54 aus einer rait der Steueranordnung 43B in Verbindung stehenden stromführenden Wicklung 44B. Ein Stromimpuls hat zur Folge, daß eine streifenförmige Domäne 46B aufgespalten wird, um magnetische Einzelwanddomänen des Typs B hervorzubringen. Die Wicklung 56 ist an eine Stromquelle 58 angeschlossen, die Ströme unterschiedlicher Polarität bereitstellt, um magnetische Einzelwanddomänen des Typs B in solche des Typs A, falls erforderlich, umzuwandeln. Die Abfühlmittel 52 sind die gleichen, wie sie im System nach Fig. 4 verwendet werden, so daß nicht mehr hierauf eingegangen zu werden braucht.

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Da die magnetischen Einzelwanddomänen des Typs B kleiner sind als die des Typs Λ, sollen vorzugsweise Einzelwanddoraänen des Typs B gespeichert werden, um so eine höhere Speicherdichte zu erzielen. Die magnetischen Einzelwanddomänen des Typs B lassen sich aus den Speichermitteln durch eine übliche Schaltvorrichtung, wie sie ebenfalls an anderer Stelle beschrieben ist, wieder hervorholen .

Die magnetischen Einzelwanddomänen des Typs B lassen sich in solche des Typs A umwandeln, um so größere Signale den Abfühlmitteln, wie z.B. einem magnetoresistiven Detektor, bereitzustellen. So besteht das mmit SW bezeichnete Bauelement aus einer Schalteinrichtung des bezeichneten Typs , um magnetische Einzelwanddomänen aus dem Schieberegister SR hervorzuholen. Diese hervorgeholten magnetischen Einzelwanddoraänen v/erden dann einem B-A-Umsetzer 60, wie er oben beschrieben ist, zugeführt, um magnetische zylindrische Einzelwanddomänen vorn Typ B in den Typ A umzuwandeln, bevor sie dann den Abfühlmitteln 6 2 zugeführt werden. Auf diese Weise läßt sich eine hohe Speicherdichte trotz äußerst wirksamer Abfühlmaßnahmen bereitstellen.

Mit Fig. 6 ist ein weiteres System zur Anwendung magnetischer Einzelwanddomänen gezeigt, wobei jedoch andere Weiterleitungsmittel zur Verfügung stehen. Die Magnettafel 10 ist an ihrer Oberfläche mit Weiterleitungsmitteln 40 versehen, die aus Permalloy-Scheibchen 64 bestehen und auf den beiden Flächen der llagnettafel IO angeordnet sind. Im einzelnen ist die Anordnung dieser Permalloy-Scheibchen 64 auf beiden Seiten der llagnettafel 10 so getroffen, daß sie jeweils in einer Reihe auf Abstand angeordnet sind und in den hierdurch bedingten Lücken, der auf der jeweils anderen Oberflächenseite liegenden Scheibchen 64, angeordnet sind, wie es durch die ausgezogenen und unterbrochenen Konturen in Fig. 6 angedeutet ist. Eine magnetische, ebenfalls aus Permalloy bestehende Führungsschiene 66, umgibt in einem bestimmten Abstand die Gesamtheit der Scheibchen 64, indem sie deren Konturen folgt; so ist gewährleistet, daß die Bewegung der magnetischen Einze.l-

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wanddomänen 63 sich auf das den Permalloy-Scheibchen 64 zugeordnete Oberflächengebiet beschränkt. Die Weiterleitung von magnetischen Einzelwanddomänen längs der Peripherie benachbarter Permalloy-Scheibchen 64 erfolgt mit der Drehung des Magnetfeldes H in der Ebene der Magnettafel 10, wie es an sich bekannt ist.

Wie in den vorherigen Ausführungsbeispielen, dient eine Quelle 38A zur Erzeugung von magnetischen Einzelwanddomänen des Typs A, wohingegen eine Quelle 38B magnetische Einzelwanddomänen des Typs B bereitstellt. Die Quellen 38A-und 3SB der vorliegenden Anordnung bestehen im einzelnen aus den gleichen Bauelementen, wie die Quellen 38A und 38B in der Anordnung nach Fig. 4; auch die Betriebsweise ist hier die gleiche, so daß eine nähere Beschreibung nicht notwendig ist. Es soll lediglich festgestellt werden, daß diese Quellen wahlweise magnetische Einzelwanddomänen hervorbringen, die dann durch die Weiterleitungsmittel 40 weitergeleitet werden, die in diesem Falle aus der Kombination der Permalloy-Scheibchen 64 mit den magnetischen Führungsschienen 66 bestehen.

Die hier gezeigten Abfühlmittel 42 arbeiten grundsätzlich in der gleichen Weise, wie die Abfühlmittel 42 der Anordnungen nach den Fign. 4 und 5. Auch hier erübrigt sich eine Detailbeschreibung.

Wie bereits gesagt, besteht die magnetische Führungsschiene 66 allgemein aus einem weichmagnetischen Material, wie z. B. Permal-· loy. Sie ist gleichzeitig aber auch ein elektrischer Leiter. Die magnetische Führungsschiene 66 ist an den Stellen der Eingabe der magnetischen Einzelwanddomänen vom Typ A und vom Typ B jeweils magnetisch unterbrochen. An dieser Unterbrechungssteile der magnetischen Führungsschiene 66, an der auch die magnetischen Einzelwanddomänen des Typs A eintreten, ist dem Verlauf der magnetischen Führungsschiene angepaßt, ein elektrisch leitendes nicht magnetisches Stück 69 eingesetzt. Durch dieses elektrisch leitende, nicht magnetische Stück 69 entsteht eine geschlossene, elektrische

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Schleife, gebildet aus dieser;. Stück 69 und der magnetischen Führungsschiene 66, so daß eine an die Führungsschiene 66 angeschlossene Zusamirenfallstroir.quelle 70 einen geeigneten Stroit übertragen kann, der ein Magnetfeld zura Susairj^enf allen aller in dem Schieberegister enthaltenen magnetischen IJinzelwanadonünen erzeugen kann. Die Anordnung der ^eiterleitungsmittel 40 stellt näiulich ein Schieberegister dar, das auf diese v/eise nach. Bedarf auf einen Schlag löschbar ist.

Die in Fig. 7 gezeigte Anordnung entspricht ii. großen und ganzen derjenigen nach E'ig. 6 _r so daß sich eine Einzelbeschreibung hier erübrigt. Als einziger unterschied ergibt sich hier, dar nur eine Domänenerzeugungsquelle, nämlich 3SB, vorgesehen ist. Die Leiterschleife 56 ist mit einer Stromquelle 5Π verbunden, uir. wahlweise die magnetischen Einzelwanddomänen des Typs B, hervorgerufen durch die Domänenquelle 38E, falls erforderlich, in magnetische Einzelwanddomänen des Typs A umzuwandeln. Das jeweils erzeugte Domänenmuster wird längs der Peripherie der Permalloy-Scheibchen 64 v/eitergeleitet und zwar in der gleichen Weise, wie es im Zusammenhang mit der Anordnung nach Fig. 6 beschrieben ist. Wie gesagt, geschieht die Urawandlung der magnetischen Einzelwanddomänen vom einen Typ zum anderen mit Hilfe der elektrischen Schaltungsrnittel 58, 56. Eine Zusammenfallstromquelle 70 ist auch hier vorgesehen, um einen Strom auf die magnetische Permalloy-Führungsschiene 66 zur Herbeiführung des Zusammenbruchs von Domänen im Schieberegister herbeizuführen, wenn die im Register enthaltene Information gelöscht werden soll.

Die Abfühlmittel 42 sind die gleichen, wie diejenigen, die im Zusammenhang mit der Anordnung nach Fig. 6 beschrieben sind, so daß hier nicht näher darauf eingegangen zu werden braucht. Wie bereits erwähnt, können die Abfühlmittel 42 auf der sogenannten F.esonanzabfühlmethode beruhen. Bei dieser Abfühlungsmethode werden durch Wechselströme in der Schleife magnetische Wechselfelder erzeugt, die in der Schleife auftretende magnetische Einzelv/anddomänen in ihren Parametern oszillieren lassen, so daß unter Einstellung auf

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Resonanzhedingung in der Leiterschleife jeweils unterschiedliche Ströme in Abhängigkeit voni Auftreten magnetischer Einzelwanddomänen feststellbar sind. Häherer Ausführungen hierzu finden sich in der Patentanmeldung P 23 29 571. Die Anwendbarkeit dieses dynamischen Abfühlsystems auf den vorliegenden Fall läßt sich aus der graphischen Darstellung nach Fig. 8 ersehen, wo die Donänenpendelungsamplitude jeweils für den Typ A und den Typ B magnetischer zylindrischer Einzelwanddomänen in Abhängigkeit von der Freauenz des ilacmetfeldes parallel zu H aufgetragen ist. Hier

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ist zucrundegelegt, daß die magnetischen Einzel^anddomänen in einein oszillierenden magnetischen Feld, das in wesentlichen senkrecht zur I'iagnettafel ausgerichtet ist, örtlich hin und her schwingen. Ein solches oszillierendes Magnetfeld läßt sich leicht durch einen entsprechenden Wechselstrom in der Leiterschleife 50 der Abfühleinrichtung 42 realisieren. Jedenfalls geht aus der graphischen Darstellung nach Fig. 8 hervor, daß die dynamische Antwort auf einer Einzelwanddomäne des Typs A unterschiedlich von derjenigen auf eine des Typs E ist. Diese Unterschiede lassen sich demnach leicht mit Hilfe einer Resonanzabfühlanordnung gemäß oben genannter Patentanmeldung feststellen.

Fig. 9 zeigt eine Anzeigevorrichtung unter Anwendung von magnetischen Einzelwanddomänen des Typs A und des Typs E. Diese unterschiedlichen magnetischen EinzelwanddornL'nen besitzen wie gesagt unterschiedliche Lichtsdurchlässigkeits- und Lichtreflexionseigenschaften, indem magnetische Einzelwanddomänen des Typs A allgemein einen großen, hellen Lichtfleck hervorrufen, wohingegen magnetische Einzelwanddomänen vom Typ B kleine, verwaschene und dunkle Lichtflecken ergeben. Diese Eigenschaften liegen also der Anzeigevorrichtung nach Fig. 9 zugrunde.

Im einzelnen besteht die Anzeigevorrichtung aus einer Magnettafel 10, in der magnetische Einzelwanddomänen vom Typ A und vom Typ E unter Einwirkung des gleichen Vornagnetisierungsfeldes H existie-

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ren können. Hierbei ist vorgesehen, daß die magnetischen Einzelwanddomänen sich an stabilen Positionen befinden, wie sie durch

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die Kreuzungsstellen der X~Leiter Xl, X2 usw. rait den Y-Leitern Yl, Y2 usw. vorgegeben sind. So ist hier 2.B. eine magnetische Einzelwanddomäne vom Typ Λ an der Kreuzungsstelle der Leiter X2 und Yl gezeigt, wohingegen sich eine Domäne vom Typ Π an der Kreuzungsstelle der Leiter X3 und Yl befindet. Ströme in den X- und Y-Leitern verursachen jeweils im Bereich ihrer Kreuzungsstellen Magnetfelder, die geeignet sind, magnetische Einzelwanddomänen vom Typ A in den Typ B und umgekehrt umzuwandeln, wie es gemäß der Erfindung vorgesehen ist. Das bedeutet aber, daß Information den X- und Y-Leitern so zugeführt werden kann, daß sich ein bestimmtes Anzeigemuster mit Hilfe der an den betreffenden Kreuzungsstel.len erzeugten magnetischen Einzelwanddomänen vom Typ A und von Typ B darstellen lassen kann.

Eine Lichtquelle 72, wie z. E. ein Laser, ist vorgesehen, um einen Lichtstrahl über den Polarisator 74 und den Lichtablenker 76 auf die Magnettafel 10 zu übertragen. Dank der Ablenkvorrichtung 76 läßt sich der Lichtstrahl auf die verschiedenen Positionen, in denen sich magnetische Einzelwanddomänen befinden können, lenken. Da die Magnettafel 10 durchsichtig ist, gelangt der Lichtstrahl nach Durchgang auf einen Analysator 78 und hierüber auf einen Photodetektor 80, der zur Anzeige dafür dient, ob sich eine magnetische Ei nze.lv/and domäne vom Typ A oder vom Typ B an der betreffenden Lichtdurchgangsstelle befunden hat oder nicht.

In der in Fig. 9 schematisch gezeigten Anordnung wird also Dank der Wirkung des Lichtablenkers 76 eine selektive Beleuchtuncj der verschiedenen Positionen nach Art einer Flächenabtastmethode vorgenommen. Demgegenüber ist es aber auch ohne weiteres möglich, ein gesamtes Muster von in der Magnettafel 10 enthaltenen magnetischen Einzelwanddomänen des Typs A und des Typs B gleichzeitig zu erfassen, wenn polarisiertes Licht die Gesamtfläche der Magnettafel 10 beleuchtet. Damit wäre es dann möglich, ein Zeichen auf der Magnettafel mit blosem Auge zu erkennen. In diesem Falle wäre es nur erforderlich, eine Lichtquelle vorzusehen, die einen entsprechend breiten polarisierten Lichtstrahl zur Beleuchtung der

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Gesamtfläche der Magnettafel 10 aussendet.

Zusammenfassend ergibt sich ein magnetisches Einzelwanddomänensystexn, bei den zwei Typen von magnetischen Einzelwanddomänen Anwendung findet, die jeweils besondere und unterschiedliche Eigenschaften besitzen. Diese beiden Einzelwanddomänentypen können in Vorrichtungen verwendet werden, die zur Speicherung, Registrierung, Anzeige und logischen Verknüpfungen dienen. Im Unterschied zu bisherigen Anordnungen dieser Art dienen zur Informationsdarstellunc' zwei magnetische Einzelwanddomänentypen anstelle von magnetischen Einzelwanddomänen, die zu vorgegebenen Zeiten bzw. an vorgegebenen Stellen auftreten können oder nicht.

In oben stehender Beschreibung ist die Anwendung auf bestimmte Ausführungsbeispiele gezeigt. Es sei jedoch darauf hingewiesen, daß jedes bekannte iiittel Anwendung finden kann, uiu örtlich lokalisierte Ilagnetfelder zur Urawandlung von magnetischen Einzelwanddomänen des Typs Λ in diejenigen des Typs B zu erzeugen. Des weiteren ist es auch ohne weiteres möglich, Mittel zur Erzeugung von Magnetfelderη in einem Örtlich kleinen Bereich zur Abtastung der Magnettafel 10 in Fig. 9 nach Art eines Lichtgriffels anzuwenden, um Information einzuschreiben, die dann bei Lichteinfall auf die Magnettafel 10 angezeigt werden kann.

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Claims

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PATENTANSPRÜCHE

Anordnung mit einer Hagnettafel, die zur Aufrechterhaltung und Weiterleitung von magnetischen Einzelwanddonänen zur Informationsdarstellung und -verarbeitung init einen Vormagnetisierungsfeld in Richtung ihrer Noriralen durchsetzt ist, dadurch gekennzeichnet, daß zur Erzeugung zur Binärdarstellung dienender magnetischer Einzelv/anddoraänen (12) unterschiedlicher Größe Magnetisierungsmittel (20) vorgesehen sind, die auf örtlich lokalisierte Sereiche der Magnettafel (10) unter Bereitstellung eines »lagnetischen Ukschaltfeldes zur Einwirkung zu bringen sind, um einerseits die Magnetisierungsrichtung ausschließlich eines Teils je einer sich über die gesamte Dicke der Magnettäfel (10) in Wirkungsbereich der MagnetisierungsirjLttel (2O) erstreckenden, magnetischen Einzelwanddomäne (12) void Typ A umzukehren gestattet, so daß eine verkleinerte iragnetische Einzelwanddomäne (12) vom Typ B entsteht und andererseits die Magnetisierungsrichtung unterhalb bzw. oberhalb der verkleinerten magnetischen Einzelwanddoraäne (12) von Typ B in der Hagnettafel (10) selbst umzukehren gestattet, so daß die sich über die gesamte Dicke der Magnettafel (1O) erstreckende, bzw. vergrößerte magnetische Einzelwanddomäne (12) vom Typ A wiederherstellbar ist.
2. Anordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß bei einer Vormagnetisierung der Magnettafel (1O) zur Stabilisierung der hierin enthaltenen magnetischen Einzelwanddomänen (12) von etwa 64 bis 70 Oe ein magnetisches Umschaltfeld von etwa 50 bis 100 Oe anlegbar ist.
3. Anordnung nach Anspruch 1 und/oder Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß zur Abtastung der magnetischen Einzelwanddomänen (12) eine Wechselstrom -beaufschlagbare Leiterschleifenanordnung (42) als Teil einer Resonanzanordnung dient, durch die erfaßte Einzelwanddomänen (12)

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in Pulsation versetzbar sind, so daß die Resonanzbedingung der Leiterschleifenanordnung (42) vom Vorhandensein der jeweils erfaßten magnetischen Einzelwanddomäne (12) des Typs A oder B abhängig ist.
4. Anordnung nach Anspruch 1 und/oder Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß zur Erzeugung von magnetischen Einzelwanddomänen des Typs A oder B für die Eingabe in Ueiterleitungspfade (40) zumindest ein schwach vormagnetisierter Bereich einer Magnettafel (10) vorgesehen ist, in dem bandförmige, relativ großräuraige magneitsche Domänen (36) verteilt sind, und daß als Magnetisierungsiratte.l (20) vornehmlich eine auf diesen schwach vornagnetisierten Bereich einwirkende Leiterschleife (20) dient, die r\it Stromimpuls en zur Erzeugung von magnetischen Einzelwanddom^nen des Typs fr oder des Typs B beaufschlagbar ist.
5. Anordnung mindestens nach Ansprucb 1, dadurch gekennzeichnet, daß zur .Speicherung magnetische Einzelwanädonänen (12) des Typs A vorgesehen sind und daf im VJeiterleitungspfad (40) von der Speichereinrichtung (SR) zu den Abfühlmitteln (62) ein Umwandler (60) zur Änderung magnetischer Einzelwanddomänen (12) vom Typ B in solche des Typs A vorgesehen ist.
. Anordnung mindestens nach Ansprucb 4 , dadurch gel'ennzeichnet, daß eine schwach vormagnetisierte Magnettafel (10) vorgesehen ist, die unter Wirkung örtlich lokalisierter Magnetfelder ein entsprechendes Iluster von magnetischen Einzelwanddoiaänen des Typs A und dec Typs B erhält, die über einwirkende, polarisierte Lichtstrahlen mit Hilfe eines r.nalysators (7B) auslesbar ist.
7. Anordnung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß als ■ilittel zur Eingabe örtlich lokalisierter Hagnetfelder sich kreuzende Koordinantenleiter (Y ,X ). dienen.

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8. Anordnung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß als Mittel zur Eingabe örtlich lokalisierter Magnetfelder ein Magnetisierungsstift dient.

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