Brevet FR2483111A1 — publié le 19811127

La présente invention concerne un élément de mémoire magnétique, comprenant un support et au moins une couche ferromagnétique contenant au moins une information. On connaît déjà les tickets ou cartes servant de sup- ports à des zones ferromagnétiques déposées ou collées à leur surface, et dont la magnétisation constitue l'informa- tion associée à ces supports. Il s'agit, par exemple, de tickets, ou titres, de transport et de cartes de crédit. Les zones d'information en question sont formées par des dépôts de ferrite, du type encre magnétique, à aimantation discontinue engendrée par une tête d'écriture. L'aimantation discontinue des zones d'information peut se traduire par une aimantation dans un sens dans une zone et une aimantation dans l'autre sens dans une autre zone adjacente, ces deux aimantations en sens opposés créant une transition magneé- tique constituant un bit d'information. Cette aimantation discontinue peut également se traduire par une aimantation quelconque dans des zones ferromagnétiques cette fois es- pacées, définissant des dip8les nagnétiques. Les informa- tions magnétiques sont destinées à être exploitées, dans un lecteur magnétique, par une tête de lecture et une bobine d'effacement. Compte tenu de la généralisation de l'enregistrement magnétique sous toutes ses formes, de tels supports d'infor- mations9 ou éléments de mémoire magnétique, ne sont plus à l'abri de fraudes, puisqu'il est possible de lire les infor- mations d'un support valide et de les reproduire sur un sup- port périmé pour le valider à nouveau. La présente-invention a donc pour but d'éviter de telles fraudes. A cet effet, la présente invention concerne un élément de mémoire magnétique, comprenant un support et au moins une couche ferromagnétique contenant au moins une informa- tion, caractérisé par le fait qu'il comprend des moyens agencés pour détruire de façon irréversible le magnétisme de la couche ferromagnétique. Grâce à la destruction irréversible du magnétisme de la couche ferromagnétique, notamment pour l'effacement de l'information de l'élément mémoire de l'invention, cette couche peut devenir inutilisable avec la disparition de l'information, sans -plus jamais pouvoir être utilisée par les fraudeurs. Dans le cas o la couche ferromagnétique contient plusieurs informations, celles-ci peuvent de la même manière disparaître une à une, sans -plus jamais pouvoir être reproduites. Dans une forme de réalisation préférée de l'invention, les moyens de destruction du magnétisme comporte au moins une couche d'un diffusant non magnétique, en contact avec la couche ferromagnétique, et détruisant le magnétisme de la couche ferromagnétique sous l'action de la chaleur. Le phénomène de destruction du magnétisme d'une couche ferromagnétique par un diffusant s'explique de la manière suivante. Le contact de deux matériaux provoque la migration, et donc la diffusion, des atomes de l'un dans l'autre et in- versement. La vitesse de diffusion des atomes d'un diffusant est toutefois beaucoup plus grande que celle des atomes d'un autre matériau. Dans la bande d'énergie 3d des corps ferromagnétiques, il y a un nombre d'électrons à spin orienté dans un sens différent du nombre d'électrons à spin orienté dans l'autre sens. C'est le ferromagnétisme. Les électrons des atomes d'un diffusant remplissent partiellement ce ni- veau et rétablissent l'équilibre de spin, détruisant ainsi partiellement le ferromagnétisme. Cette destruction du fer- romagnétisme s'effectue naturellement de façon statistique, étant entendu qu'au niveau d'un seul atome du matériau ferromagnétique, il reste, après diffusion, soit ferroma- gnétique, soit non ferromagnétique. Plus un diffusant possède d'électrons périphériques à un certain niveau d'énergie, plus il est efficace. Comme diffusant, on peut considérer l'indium ou le bismuth, qui sont des métaux purs. Toutefois, il ne s'agit pas d'une limitation de l'invention, et un métalloïde ou même un tout autre corps pourrait également convenir, à condition qu'il ne soit pas ferromagnétique. Cependant, plus le point de fusion du diffusant est bas, plus son pou- voir de diffusion est élevé. A cet égard, le point de fusion de l'indium se situe à 1560C. A cet endroit, on peut donc caractériser l'élément de l'invention comme étant un élément de mémoire magnétique "fusible", liant aux avantages du magnétisme, ceux du fu- sible. Il s'agit en effet d'un élément jouant le rôle d'un fusible qui, en dehors de toute lecture optique, ne néces- site aucun contact électrique. Dans ce dernier cas, il est avantageux que la couche ferromagnétique soit une couche mince.. En effet, comme, dans la pratique, on est limité en température, le temps nécessaire, pour détruire le -magné- tisme de la couche ferromagnétique par élévation de la tem- pérature, est d'autant plus court que l'épaisseur de la couche ferromagnétique est faible. Il faut, en outre, noter ici qu'on a constaté que ce magnétisme, à une température donnée, se dégradait dans le temps d'une manière régulière et déterminable. Il est donc possible, pour chaque température, de déterminer le temps nécessaire pour atteindre cette dégradation et par consé- quant de connaitre la durée de vie de l'élément mémoire de l'invention, à la température ambiante. Par ailleurs, il est intéressant que la concentration du diffusant dans la couche ferromagnétique assurant la destruction de son magnétisme- soit plus faible que la concentration correspondant à la limite de solubilité du diffusant dans la couche ferromagnétique. En d'autres termes, la limite de solubilité du diffu- sant dans le matériau ferromagnétique ne doit, de préfé- rence, être atteinte qu'après la destruction du magnétisme. Mais soulignons encore qu'il ne s'agit que d'une forme de réalisation préférée. On a vu plus haut que la vitesse de destruction du magnétisme, sous l'action de la chaleur, était d'autant plus grande que la couche ferromagnétique était mince. Or le niveau du signal de lecture d'un élément de mémoire ma- gnétique, recueilli par une tête de lecture, est fonction du flux coupé, qui,lui, est d'autant plus important que la couche ferromagnétique est épaisse. C'est pourquoi, dans une forme de réalisation particulièrement préférée de l'in- vention, l'élément mémoire comporte plusieurs couches fer- romagnétiques minces et plusieurs couches de diffusant in- tercalées les unes entre les autres, respectivement. Grâce à cet agencement en multicouche, on réunit l'avantage des couches ferromagnétiques minces, quant à la vitesse de diffusion, et celui des couches ferromagnétiques épaisses, quant au niveau du signal de lecture. Enfin, les couches ferromagnétiques de l'élément mé- moire de l'invention peuvent être continues ou, de préfé- rence, discontinues. Lorsqu'elles sont continues, les transitions magnétiques engendrées par les destructions magnétiques, et qui constituent les informations, sont étalées et les signaux de lecture enregistrés en dynamique, c'est-à-dire lorsque la lecture s'effectue lors du défile- ment de l'élément mémoire, sont plus faibles. Toutefois, lors d'une lecture statique, c'est-à-dire par exemple à l'aide d'une magnétorésistance, cet inconvénient est atté- nué. Lorsque les couches ferromagnétiques sont discontinues, les transitions magnétiques sont toujours abruptes. L'invention sera mieux comprise à l'aide de la des- cription suivante d'une forme de réalisation préférée de l'élément mémoire magnétique thermodestructible de l'in- vention, en référence au dessin annexé, sur lequel: - la figure 1 représente une vue en perspective de dessus de l'élément mémoire de l'invention, et - la figure 2 représente une vue en coupe longitu- dinale partielle, à beaucoup plus grande échelle, de l'élé- ment de la figure 1. L'élément représenté sur le dessin comporte un sup- port 1, rigide ou semi-rigide, et une série de dépôts 2 de portiow de couches ferromagnétiques alternées avec des por- tions de couches diffusantes en contact intime avec les couches ferromagnétiques. Dans l'exemple représenté, le support 1 a été découpé dans une feuille de polyimide. Les dimensions peuvent cor- respondre à celles d'un ticket de transport, d'un titre de paiement pour téléphone public, ou d'une carte de cré- dit. Ce support est revêtu d'une couche de cuivre 3, des- tinée à faciliter l'accrochage des dépôts 2. Les dépôts 2, effectués par exemple par évaporation sous vide, dépôt chimique sans courant ou électrolytique, sont disposés transversalement sur le support 1, avec in- terposition de la couche de cuivre 3, et ils sont régu- lièrement espacés. Une centaine de dépôts 2 peuvent ainsi être prévus dans la longueur du support, avec une défini- tion de un ou deux dép8ts par mm. Chaque dépôt 2 comporte, les unxs sur les autres, plusieurs couches ferromagnétiques minces 4 et plusieurs couches diffusantes 5 intercalées les unes entre les autres, respectivement. Dans le cas représenté les dépÈts 2 comportent quatre de chacune de ces couches. La couche de cuivre 3 peut indifféremment re- cevoir une couche ferromagnétique 4 (figure 2) ou une cou- che diffusante. Toutes les portions de couche d'un même niveau de tous les dépôts 2 forment une couche ferromagné- tique ou diffusante, discontinue. Les couches ferromagnétiques 4 peuvent être formées en alliage ferromagnétique contenant du nickel et du co- balt en proportiors égales. Dans l'exemple considéré, cha- cune de ces couches a une épaisseur de 500 R. - Les couches diffusantes peuvent être formées en indium, avec une épaisseur de 1000 , constituant une bonne source de diffusion. L'épaisseur magnétisable des dépôts 2 atteint donc o 2000 A, appropriée pour obtenir un bon niveau de signal de lecture, l'agencement en multicouches alternées des ma- tériaux ferromagnétique et diffusant permettant, simultané- ment, une bonne diffusion. L'élément de mémoire magnétique thermodestructible décrit ci-dessus constitue un support d'informations pou- vant avoir une durée de vie de l'ordre de 10 000 heures, les bits d'information, constitués par les dép8ts 2, pou- vant, un à un et lors du défilement de l'élément dans un appareil de lecture, être effacés, de façon irréversible, par des moyens thermiques, tels-que résistance chauffante, radiations, induction haute fréquence, courants de Foucault ou effet Joule. Il s'agit d'un support infraudable par recopie, puisque les dépôts 2 ne sont plus utilisables après un effacement thermique, à cause de la destruction irréversible du magnétisme des couches 4 correspondantes. L'exploitation de l'élément mémoire décrit ci-dessus peut s'effectuer de la façon suivante. On introduit tout d'abord l'élément entre deux aimants disposés tête-bêche en amont d'une tête de lecture d'un lec- teur dynamique, pour forcer dans le même sens les aimanta- tions de toutes les portions de couches ferromagnétiques 4 qui ont été au préalable aimantées. On lit, ou on détermine, ensuite la position du premier dépôt, ou bit, 2 à effacer, on l'efface sous l'action d'une température, par exemple de l'ordre de 3000C, puis on relit. Si au cours de cette dernière lecture, on constate que ce premier bit n'a pas en fait été effacé, on en déduit qu'il s'agit d'un titre à informations non thermodestructibles, et donc d'une fraude. L'avantage d'orienter toutes les aimantations dans le même sens réside dans le fait que dans le cas d'un support ordi- naire, à couches ferromagnétiques continues et non thermo- destructibles, il ne subsiste plus après aucune transition magnétique et donc plus aucune information. Avec un support à couches ferromagnétiques continues mais thermodestructi- bles, dans lesquelles on a procédé à des prédestructions magnétiques locales avant toute exploitation, l'exploita- tion en créant d'autres de toutes manières, il existe tou- jours des transitions magnétiques, et donc des bits d'in- formations, lisibles. Une fois qu'on a procédé à la vérification de la va- lidité du support, on efface par voie thermique le nombre de bits 2 correspondant au crédit consommé. Afin de réduire l'usure mécanique due aux frottements de la tête de lecture,on peut avantageusement revêtir l'élément mémoire de l'invention d'un vernis silicone ou d'une mince couche de téflon, permettant ainsi de favori- ser le glissement sur la tête de lecture et résistant à la température d'effacement, ou de destruction du magnétisme. 24831 11 Revendications - 1.- Elément de mémoire magnétique, comprenant un support et au moins une couche ferromagnétique contenant au moins une information, caractérisé par le fait qu'il comprend des moyens agencés pour détruire de façon irré- versible le magnétisme de la couche ferromagnétique. 2.- Elément selon la revendication 1, dans lequel les moyens de destruction du magnétisme comprennent au moins une couche d'un diffusant non magnétique, en contact avec la couche ferromagnétique, et détruisant le magné- tisme de la couche ferromagnétique sous l'action de la chaleur. - 3.- Elément selon la revendication 2, dans lequel la couche ferromagnétique est mince. 4.- Elément selon l'une des revendications 2 et 3, dans lequel la concentration du diffusant dans la couche ferromagnétique assurant la destruction de son magnétisme est plus faible que la concentration correspondant à la limite de solubilité du diffusant dans la couche ferroma- gnétique. 5.- Elément selon l'une des revendications 3 et 4, dans lequel sont prévues plusieurs couches ferromagnétiques minces et plusieurs couches de diffusant intercalées les unes entre les autres, respectivement. 6.- Elément selon l'une des revendications 1 à 5, dans lequel les couches ferromagnétiques sont continues. 7.- Elément selon l'une des revendications 1 à 5, dans lequel les couches ferromagnétiques sont discontinues.