Brevet FR2096995A1 — publié le 19720303

•L'invention a pour objet une mémoire magnétique. La mémoire magnétique conforme à l'invention est caractérisée par le fait qu'elle comprend en tant que matériau support de l'information un composé Mn^ Rh Nx dans lequel x prend les valeurs de 5 0,5 à 0,95, et est choisi, de préférence, voisin de 0,8. Suivant un mode de réalisation avantageux de la susdite mémoire, le composé Mn^ Rh Nx forme une couche mince, déposée sur un substrat. Toujours suivant un mode de réalisation avantageux de la sus-10 dite mémoire, le composé Mn^ Rh Nx est dispersé uniformément, sous forme de fines particules, au sein d'une gangue en matériau plastique formant une feuille mince. Toujours suivant un mode de réalisation avantageux de la susdite mémoire, le composé Mn^ Rh Nx occupe un ensemble d'emplace-15 ments discrets répartis sur une surface. L'invention vise encore, mises à part les susdites dispositions, certaines autres dispositions qui s'utilisent de préférence en même temps et dont il sera plus explicitement question ci-après. 20 Et elle pourra, de toute façon, être bien comprise à l'aide du complément de description qui suit,ainsi que du dessin ci-an-nexé dans lequel la figure 1 représente la maille du composé Mn^ Rh N et la figure 2 un ensemble de courbes illustrant les proprié-tés magnétiques du composé Mn^ Rh N"x pour une valeur donnée de x. 25 Suivant l'invention, et plus spécialement, selon ceux de ses modes d'application, ainsi que selon ceux des modes de réalisation de ses diverses peirties auxquels il semble qu'il y ait lieu d'accorder la préférence, se proposant d'établir une mémoire magnétique, on s'y prend comme suit, ou de façon analogue. 30 On a trouvé que les composés de formule Mn3 Rh Nx, dont la structure est celle des perowskites métalliques à maille cubique — les atomes de manganèse occupant comme visible sur la figure 1 les positions %, 3g, 0, alors que l'atome de rhodium occupe les positions 0, 0, 0 et l'atome d'azote la position h. (l'inégal-i- 35 té x En effet, les inventeurs ont constaté qu'en portant ce composé à une température suffisamment élevée, supérieure à une tempéra-40 ture donnée ,©,Tcj il acquiert au refroidissement, à partir du point 70 27403 2 2096995 de Curie, un état ferromagnétique stable dans le temps, qu'il conserve jusqu'à une température nettement inférieure à 0°C, au-dessous de laquelle il est non magnétique, l'aimantation dudit composé (à champ magnétique constant) restant sensiblement cons-5 tante dans un domaine étendu de températures. Pour au moins certaines valeurs de x ce domaine englobe la température ambiante. Lorsqu'on fait subir au composé la susdite élévation de température, à partir d'une température inférieure à •©rr.r, il reste non magnétique tant qu'il ne subit pas de refroidissement ; ce phé-10 nomène est illustré par la courbe 1 de la figure 2 qui représente la variation de l'aimantation sous champ en fonction de la température exprimée en °C. Les inventeurs ont constaté en outre qu'en portant le composé à une température •©• élevée, mais inférieure à •©•_ et qui cl XC 15 peut être inférieure au point de Curie, il acquiert au refroidissement, un état ferromagnétique dont l'aimantation qu'il présente sous un champ magnétique donné, dépend fortement de la susdite température O , cette aimantation à une température donnée, par exemple 20°C, étant d'autant plus élevée que ■©■ est élevée. Ce o. 20 phénomène est illustré par les courbes 2, 3 et 4 de la figure 2 auxquelles correspondent respectivement les températures ^2» ■&a3 et ; on voit sur cette figure que l'aimantation du compo sé passe par un maximum qui se situe dans un domaine de températures relativement étroit, et est nulle à la température 25 Les inventeurs ont observé en plus que les paramètres men tionnés ci-dessus varient avec la richesse du composé en azote, c'est-à-dire avec la valeur de x. Notamment, la température de Curie et la température pour laquelle l'aimantation du composé est maximum varient en raison inverse de la richesse en azote. 30 Grâce à l'invention, conformément à laquelle une mémoire ma gnétique comprend en tant que matériau support de 1'information les composés susdits, les susdites propriétés sont mises à profit. En effet, tout point d'une telle mémoire, amené à l'état non magnétique par un refroidissement en dessous de puis à un état 35 ferromagnétique par suite du refroidissement consécutif à un échajf-fement suffisant, acquiert une aimantation si on le place dans un champ magnétique. Cette aimantation locale peut constituer l'enregistrement d'une information que l'on peut aisément effacer par un nouveau refroidissement énergique au-dessous de •@'Tr. 40 Dans le tableau suivant, on a réuni les valeurs des susdi 70 27403 3 2096995 tes températures lorsque x, dans Mn3 Rh Nx, est successivement égal à 0,7, à 0,8 et à 0,9. X 0,7 00 .. ° 0,9 *C en °C 190 160 80 O Tr en °C -30 1 en o -120 10 Pour préparer les composés de formule Mn^ Rh Nx, on peut avoir recours à des frittages successifs, séparés par des broyages, de mélanges de rhodium en poudre, de nitrure de manganèse et de manganèse dans des proportions calculées. Le nitrure de manganèse utilisé est obtenu en nitrurant à 15 600°C et sous la pression normale de la poudre de manganèse pendant 24 h ce qui donne un nitrure de composition voisine de Mn-2 7 N. Ce nitrure est ensuite broyé puis additionné des poudres de Mn et de Rh et le mélange soumis au frittage. Au départ, la température de frittage est de l'ordre de 500 à 850°C (une tempé-20 rature trop basse augmente le temps de la réaction et une température trop élevée limite la teneur en azote), puis elle est élevée progressivement pour les frittages suivants à environ 750°C. On peut également procéder par nitruration à l'aide d'ammoniac d'un alliage Mn^ Rh que l'on prépare au préalable par frit-25 tage à 700°C, à partir des poudres métalliques correspondantes. La température du nitrure obtenu est ensuite portée à 750°C pendant une durée suffisante pour que l'on obtienne la composition désirée par perte d'azote. Ci-après on donne, pour illustrer ce qui précède, quelques 30 exemples de préparations de composés de formule Mn^ Rh Nx. 70 27403 4 2096995 1. Préparation de Mn^ Rh Nq g à partir du nitrure de manganèse Une quantité de 15,9526 g de manganèse en poudre, finement broyé est portée pendant 24 heures à 700°C sous courant d'azote purifié de toute trace d'oxygène ; après refroidissement, l'aug-5 mentation de poids est de 1,5398 g.Le nitrure ainsi obtenu présente la composition moyenne g^ ^e nitrure est broyé finement puis recuit en ampoule de silice scellée sous vide pendant 3 jours à 650°C, pour homogénéiser la composition ; ce phénomène se traduit par 1'équation : 1° 0,8 Mn2)1136 *o,8 * Pour réaliser ensuite la réaction : Mn2,1136 N0,8 + Mn0,8864 + Rh * ^3 Rh N0,.8 15 il suffit de mélanger 1 g de nitrure g^ ^ °>3824 g de man ganèse et 0,8083 g de rhodium pour obtenir 2,1907 g de Mn^ Rh Nq g. L'homogénéisation s'obtient en recuisant le mélange préparé, en ampoule de silice scellée sous vide, à 750°C. De nombreux recuits entrecoupés de broyages sont nécessaires. 20 2. Préparation de Mn^, Rh NQ g à partir de Mn^ Rh Pour réaliser la réaction 3 Mn + Rh > Mn3 Rh un mélange de 1 g de manganèse en poudre fine et 0,6345 g de 25 rhodium est porté, en ampoule de silice scellée, sous vide, à 700°C et, après plusieurs recuits entrecoupés de broyages, l'on obtient 1,6245 g de Mn^ Rh. Pour la mise en oeuvre de l'invention, il convient de disposer du composé Mn^ Rh Nx, constituant le support de la mémoire, 30 sous la forme d'une couche uniforme et avantageusement mince. On aura donc recours soit à des plaquettes sur lesquelles on aura déposé une couche du produit, soit à des pellicules du type "bandes magnétiques". Comme matière première on pourra utiliser le composé préparé 35 suivant l'un des procédés sus-indiqués. Ce composé est alors finement broyé, puis mis en suspension uniforme dans une solution de résine que l'on applique sur le substrat ("bande magnétique" ou plaquette) et qui forme la couche constituant le "support" de l'information une fois que le solvant a été évaporé. XI va de soi 40 qu'il est nécessaire d'utiliser des résines capables de résister 70 27403 5 2096995 aux écarts de température relativement importants imposés par l'inscription et 1'effacement des informations. A titre d'exemple, on signale que l'on pourra utiliser les résines connues sous les dénominations Araldite (cas des plaquet-5 tes), Mylar-(dans les deux cas) et Kapton. Pour préparer les plaquettes munies d'une couche du composé constituant le support de l'information, on peut également ou bien former sur la plaquette un dépôt de l'alliage Mn^ Rh, puis nitrurer ce dépôt à l'aide d'ammoniac ou d'azote, ou bien dépo-10 ser ladite couche sur ladite plaquette par pulvérisation cathodique réactive du mélange de manganèse et de rhodium en présence d'azote (voir par exemple "Le Vide - Formation et Contrôle des couches minces" de David et Richardt/ Dunod - 1970). Bien entendu, tout autre procédé de' dépôt permettant d'obte-15 nir des couches minces peut être utilisé. Pour faire en sorte que le taux de nitruration, c'est-à-dire x, atteigne une valeur donnée, on agit sur la concentration en azote par le choix de la température de recuit. Il est également possible de faire en sorte que le composé 20 Mn^ Rh occupe un ensemble d'emplacements discrets sur une surface pouvant être constituée par l'une des plaquettes susindi-quées. Pour obtenir un tel ensemble d'emplacements, on peut effectuer le dépôt de la manière décrite plus haut avec interposition 25 d'une plaque perforée aux endroits correspondant auxdits emplacements . En ce qui concerne la matière constitutive des susdites plaquettes, on peut avoir recours à tout produit approprié, par exemple le mica, la silice, le verre et autres. 30 Pour inscrire des informations sur les mémoires conformes à l'invention que l'on amène au préalable à l'état non ferromagnétique, on peut avoir recours à un faisceau laser qui provoque un échauffement local en général court et suffisant pour faire apparaître au refroidissement, à l'endroit en question, l'état 35 ferromagnétique. Le déchiffrage des informations peut être obtenu par tout moyen détectant 1'aimantation directement (tête de lecture) ou indirectement, par exemple à l'aide de l'effet magnéto-optique de Kerr dans lequel on peut utiliser la même source laser que cel-40 le utilisée pour L'inscription (ç&par exemple p. 449-456 "L'onde 70 27403 6 2096995 électrique" vol.49, fasc.4, 1969). Enfin, l'effacement des inscriptions est obtenu par un refroidissement énergique. Ceci étant, et quel que soit le mode de réalisation adopté, 5 on dispose ainsi de mémoires magnétiques dont les caractéristiques ressortent suffisamment de ce qui précède pour qu'il soit inutile d'insister à ce sujet et qui présentent de nombreux avantages, notamment, - celui résidant dans le fait que 1'émmagasinage des i'nfor— 10 mations est lié à un changement d'un état non-magnétique à un état ferromagnétique et non au sens- de l'aimantation, c'est-à-dire n'est pas influencé par l'action de champs magnétiques extérieurs ; - celui d'autoriser une densité d'informations élevée par 15 unité de surface en raison de l'absence d'interaction magnétique puisque l'état initial est caractérisé par l'absence d'aimantation, - celui résidant dans le fait qu'en raison des propriétés magnétiques des composés selon l'invention, une inscription est 20 conservée même pour de grandes variations de la température environnante , - celui résidant dans la possibilité de moduler l'intensité de l'aimantation, ce qui permet l'obtention en un point donné, d'une information, non plus binaire, mais prenant toutes les va- 25 leurs intermédiaires entre 0 et 1. En raison du dernier des susdits avantages, il est possible d'utiliser des mémoires conformes à l'invention pour les techniques holographiques. Comme il va de soi, et comme il résulte d'ailleurs déjà de 30 ce qui précède, l'invention ne se limite nullement à ceux de ses modes d'application, non plus qu'à ceux des modes de réalisation de ses diverses parties, ayant été plus spécialement indiqués ; elle en embrasse, au contraire, toutes les variantes. 70 27403 7 2096995 REVENDICATIONS 1. Mémoire magnétique, caractérisée par le fait qu'elle comprend, en tant que support de l'information, un composé de formule Mn3 Rh N dans laquelle x prend les valeurs de 0,5 à 0,95. 5 2. Mémoire magnétique, selon la revendication 1, caractérisé par le fait que x est voisin de 0,8o 3. Mémoire magnétique, selon la revendication 1 ou la revendication 2,caractérisée par le fait que le composé de formule Mn^ Rh Nx forme une couche mince déposée sur un substrat. 10 4. Mémoire magnétique selon la revendication 1 ou la revendi cation 2, caractérisée par le fait que le composé Mn^ Rh Nx est dispersé uniformément, sous forme de fines particules, au sein d'une gangue en matériau plastique formant une feuille mince. 5. Mémoire magnétique selon la revendication 4, caractérisée 15 par le fait que la gangue en matériau plastique forme une feuille mince souple. 6. Mémoire magnétique selon la revendication 1, caractérisée par le fait que le composé Mn3 Rh Nx occupe un ensemble d'emplacements discrets répartis sur ion substrat. 20 7. Mémoire magnétique selon l'une quelconque des revendications 3 et 6, caractérisée par le fait que le substrat est constitué par une plaquette en mica, verre ou silice. 8. Mémoire magnétique selon la revendication 4, caractérisée par le fait que le matériau plastique au sein duquel est disper- 25 sé le composé Mn^ Rh Nx est constitué par l'un de ceux connus sous les dénominations Mylar et Kapton et Araldite. 9. Mémoire magnétique selon la revendication 5, caractérisée par le fait que la gangue en matériau plastique est constituée par l'un de ceux connus sous les dénominations Mylar et Kapton.