Brevet FR2667431A1 — publié le 19920403

MEMOIRE MAGNETIQUE A LIGNES DE BLOCH DESCRIPTION L'invention se rapporte à une mémoire magnétique à lignes de Bloch permettant la mémorisation d'informations binaires. Le principe de la mémoire à lignes de Bloch a été proposé en 1983 par S Konishi dans le document EP-A-0106358 et l'article de IEEE Transactions on Magnetics, vol MAG 19 ( 1983) n 5, p 1838-1840: "A new ultra- high density solid state memory: Bloch Line memory". Les mémoires à lignes de Bloch utilisent le même matériau que Les mémoires magnétiques à bulles mais elles présentent une densité de stockage beaucoup plus grande que celle des mémoires à bulles. Les mémoires à lignes de Bloch comprennent de façon connue, comme schématisé en coupe sur la figure 1, un film magnétique 2 d'épaisseur h, disposé sur un substrat 4 amagnétique généralement de grenat de gallium et de gadolinium (GGG) La surface principale 7 du film magnétique 2 est parallèle au plan xy et son axe de facile aimantation F est orienté selon l'axe z perpendiculaire à cette surface principale 7. Ce fi Lm magnétique 2 contient les domaines en bande 6 et les lignes de Bloch 8 a, 8 b de la mémoire, représentés de façon plus détaillé sur la figure 2; il supporte plusieurs niveaux de conducteurs électriques tels que 11 et 13, nécessaires au fonctionnement de la mémoire En particulier le niveau supérieur 13 comporte des conducteurs de coupe 10 des domaines en bande. Ces conducteurs de coupe sont utilisés aussi bien pour la lecture que pour l'écriture d'une information Ils permettent en particulier de discriminer une coupe facile d'une coupe difficile des domaines en bande suivant la présence ou non d'une paire de lignes de Bloch, correspondant respectivement à l'information " 1 " ou " O " Cette discrimination de coupe est donc l'une des opérations essentielles d'une mémoire magnétique à lignes de Bloch. Un isolant électrique 12, appe Lé espaceur est prévu entre les conducteurs électriques du niveau inférieur et le film magnétique 2 De même, un isolant électrique 15 ou espaceur est prévu entre les différents niveaux de conducteurs On note D la distance séparant les conducteurs de coupe 10 et le film 2. Chaque domaine en bande 6 est entouré d'une paroi 14 d'une certaine épaisseur et leur "stabilisation" dans le film magnétique est assurée par des zones de stabilisation 16 formées en particulier par implantation ionique ou par gravure du film 2, sur toute son épaisseur. La stabilisation des domaines en bande est notamment décrite dans l'article de H Kawahara et al. IEEE Transactions on Magnetics vol MAG 23, n 5, de septembre 1987, p 3396-3398, "A new method to stabilize multi-stripe domains for a Bloch line memory". Les flèches 18 et 20 représentent l'aimantation de la paroi 14 et leur orientation dépend de l'information contenue dans le domaine 6; les flèches 18 sont orientées selon le sens de rotation des aiguilles d'une montre et les flèches 20 sont orientées selon le sens inverse L'aimantation dans les domaines en bande est opposée à celle du reste du matériau magnétique. Les Lignes de B Loch apparaissent à chaque fois que L'aimantation dans La paroi 14 change de sens et sont perpendiculaires à La surface 7 du film 2 Les lignes de B Loch vont toujours par paires, une ligne 8 a et une ligne 8 b et doivent être de signe négatif pour le fonctionnement de La mémoire. Pour une paire de lignes de B Loch 8 a et 8 b, L'aimantation dans la section de paroi 18 entre Les deux lignes est de sens opposé à l'aimantation du reste de la paroi 20. Le signe d'une ligne 8 a, 8 b correspond non pas au sens des flèches représentées sur Les figures mais au sens de rotation de L'aimantation au passage de la ligne à partir de La paroi. Quelle que soit l'orientation de L'aimantation dans un domaine, on définit une ligne de B Loch +, si La rotation de L'aimantation au passage de la ligne s'ajoute à la rotation de l'aimantation dans la paroi du domaine et on définit une Ligne de Bloch - Lorsque Les rotations de ces deux aimantations sont opposées. Les domaines en bande 6 comportent deux extrémités respectivement 3 et 5 appelées première et seconde têtes de bande Ils sont extensibles et rétractables dans une direction passant par ces deux extrémités 3 et 5 Lorsqu'on leur applique un champ magnétique continu de commande Hz, approprié, selon La direction z et orienté de La surface supérieure 7 du film vers sa surface inférieure 9 Généralement, même Lorsque Les domaines ne renferment aucune information " 1 " une Ligne de B Loch négative à chaque extrémité du domaine en bande est inscrite et positionnée au préalable au fonctionnement de la mémoire. L'organisation d'une mémoire à lignes de B Loch est similaire à celle d'une mémoire à bulles. Cette organisation est représentée schématiquement sur La figure 3 EL Le comprend une zone de stockage 22, une zone d'accès 24 et des portes de transfert 26 entre la zone de stockage et La zone d'accès. La zone de stockage est constituée des domaines en bande 6, parallèles entre eux, dont les parois 14 jouent le rôle de boucles mineures La stabilisation des lignes et des domaines est assurée par des motifs de trame 25 perpendiculaires aux domaines et des motifs de trame 16 et 27 parallèles aux domaines. La zone d'accès 24 comporte généralement deux conducteurs 28 et 30 isolés, disposés en chevron, un générateur 32 et un détecteur 34 de bulles magnétiques 31 à proximité de ces conducteurs. Les informations " 1 " et " O " correspondent respectivement à la présence ou à l'absence d'une paire 8 a-8 b de lignes de B Loch dans la zone de stockage En général, la présence et l'absence d'une bulle 31 dans la zone d'accès 24 correspondent respectivement aux informations " 1 " et " O " pour la lecture et à l'inverse pour l'écriture. A l'entrée, les signaux électriques d'écriture sont convertis en information magnétique par le générateur 32 L'information est stockée dans la zone d'accès jusqu'à son remplissage Un transfert en parallèle grâce aux portes de transfert 26 fait passer L'information de La zone d'accès vers les domaines en bande A l'écriture, la nouvel Le information doit remplacer l'ancienne; l'écriture s'accompagne donc d'un effacement. Pour la Lecture, l'information contenue dans Les domaines en bande 6 est transférée dans la zone d'accès pour être détectée; l'information contenue dans la zone de stockage ne doit pas être détruite. Pour accéder à une information donnée, il faut que Les éléments binaires correspondant se trouvent en face des portes de transfert 26. Ces portes de transfert doivent réaliser deux fonctions: l'échange d'informations lors de L'écriture et la "duplication" Lors de la lecture. De façon connue, Les portes de transfert 26 comportent un conducteur de contrôle 36, un dispositif de coupe 10 des domaines en bande, un conducteur d'écriture 38 des paires de Lignes de B Loch, distinct du dispositif 10 et des conducteurs d'extension 40 des domaines en bande Le dispositif de coupe peut consister en une épingle conductrice parcourue par un courant ou en deux bandes conductrices para LLèLes entre e L Les, parcourues par des courants de même intensité mais de sens opposé Les références 10 a et 10 b représentent Les deux bandes conductrices (ou Les deux branches de L'éping Le) du dispositif de coupe. Le conducteur d'écriture 38 peut avoir La forme d'une bande comme représenté ou La forme d'une épingle Par ailleurs, ce conducteur 38 peut être confondu avec le dispositif de coupe 10 Dans ce dernier cas, Le dispositif de coupe 10 sert à La fois à La Lecture et à L'écriture. Tous ces conducteurs électriques sont isolés électriquement Les uns des autres; Leurs formes et Leur disposition respectives sont variables En général Les conducteurs d'extension constituent Le premier niveau 11 de conducteurs et Les conducteurs 36, 38 et 10 constituent Les autres niveaux 13 Les conducteurs 38, 10, 36 et 40 sont connectés respectivement à des sources d'alimentation électrique 42, 44, 46 et 48. L'écriture d'une paire de lignes de B Loch (-, -) correspondant à L'information " 1 " (ou transfert in) nécessite différentes phases représentées sur Les figures 4 A-4 B. Sur la partie a de la figure 4 A, le domaine en bande 6 est au repos, sa paroi 14 entoure la zone 16 de stabilisation Un aimant permanent extérieur crée par exemple le champ de polarisation H Des motifs , orientés perpendiculairement au domaine 6 permettent de fixer la position des lignes La ligne de Bloch de l'extrémité 3 du domaine en bande est notée Lo; elle est toujours de signe -. La première phase de l'écriture, représentée sur la partie b de la figure 4 A, consiste à étendre le domaine en bande sous les conducteurs électriques 36, 38 et 10 par application d'un courant i approprié sur le conducteur d'extension 40 Ce courant i sera appliqué pendant toute la durée de l'écriture. Simultanément avec l'extension, le conducteur de contrôle 36 est activé par un courant Ia; le champ magnétique plan Hya créé sous ce dernier bloque la ligne Lo d'extrémité; ce courant Ia sera appliqué pendant toute la durée de l'écriture Le domaine en bande étendu porte la référence 6 a. On effectue ensuite l'écriture à proprement parler de la paire de lignes de Bloch (-,-). Pour ce faire, on écrit tout d'abord une paire de lignes (+, -) instable (partie c de la figure 4 A) que l'on convertit ensuite en paire (-, -) stable (parties a et b de la figure 4 B). En envoyant de façon connue une impulsion de courant Ie d'environ 70 m A pendant 40 ns avec des temps de montée et de descente de 10 ns dans Le conducteur d'écriture 38, le champ magnétique créé localement est suffisant pour que des boucles de Bloch horizontales soient créées Si le courant Ie est maintenu (de 10 à ns suivant les films magnétiques 2 considérés), les boucles produites "percent" et des paires de lignes de Bloch 50 de polarités opposées (+, -) sont nucléées dans la paroi 14 du domaine étendu 6 a (partie c de la figure 4 A). En fait, le courant Ie déplace localement la paroi 14 du domaine Si la vitesse de déplacement local de la paroi 14 est égale ou supérieure à la vitesse v On de nucléation (vitesse qui ne dépend que des paramètres du film magnétique 2), il y a nucléation des boucles de Bloch dans les parties latérales 14 a ou 14 b de la paroi traversées par le conducteur d'écriture 38, à la surface du film 2 ou à l'interface 2-11 film- conducteur La nucléation d'une seule paire correspondant à la seule paire (+, -) 50 est possible si on applique un champ plan extérieur He Seule la paroi dont l'aimantation est opposée au sens du champ Hey aura une vitesse suffisante pour permettre la nucléation d'une boucle de Bloch En présence du champ plan He, immédiatement après écriture, les lignes 50 sont séparées et la ligne + se retrouve repoussée vers l'extrémité 3 (figure 4 B). Pour convertir la paire (+, -) de lignes 50 en une paire (-, -) 52 stable, on réalise alors une coupe du domaine en bande 6 a (partie a de la figure 4 B) en appliquant une impulsion de courant Ic au conducteur 10 ici en épingle, créant un champ magnétique local vertical Hc- z entraînant un déplacement local des parois 14 a et 14 b l'une vers l'autre. Par continuité topologique du vecteur aimantation, une ligne négative L 1 est produite à l'extrémité 3 du domaine 6 a qui vient d'être coupé (partie b de la figure 4 B). La bulle magnétique 54 issue de la coupe du domaine 6 a, doit être évacuée dans la zone d'accès et détruite car elle n'est le support d'aucune information (partie c de la figure 4 B). D'autres schémas peuvent être considérés pour l'écriture Par exemple, un principe proposé par Hitachi dans le document EP-A-0255044, repose sur l'hypothèse d'écriture directe de paires de lignes de Bloch négatives par production d'un point de Bloch. Dans l'invention, on utilise le principe décrit aux figures 4 A, 4 B. Le retour au repos du domaine en bande 6 (partie c de la figure 4 B) est obtenu en supprimant le courant appliqué au conducteur d'extension. Parallèlement, le courant appliqué au conducteur de contrôle 36 est supprimé. Comme on l'a dit précédemment, la vitesse de nucléation v On des lignes de Bloch dépend des paramètres du film magnétique 2 On peut l'exprimer de la façon suivante: v n = 24 a A/h V Ku avec a le facteur gyromagnétique du film, A la constante d'échange magnétique, h l'épaisseur du film magnétique et Ku la constante d'anisotropie uniaxiale. Cette vitesse de nucléation est modifiée en présence d'un champ magnétique plan Hy comme suit: vn = v n + E T/2 a Hy avec E=+ I si l'aimantation du film 2 et le champ HY sont de même sens et =-1 si l'aimantation et le champ Hy sont de sens contraires. Le principe de la lecture des informations " 1 " et " O " stockées dans les domaines en bande est représenté respectivement sur les figures 5 et 6 A-6 B. La lecture d'une information, appelée aussi transfert out, comporte plusieurs étapes. Sur la partie a des figures 5 et 6 A, le domaine en bande 6 est au repos. La lecture d'une information ne nécessite que trois types de conducteurs électriques au Lieu de quatre dans certains cas pour l'écriture; un conducteur d'extension 40, un conducteur de coupe 10 et un conducteur de contrôle 36. Comme pour l'opération de transfert in, La lecture nécessite d'abord L'extension du domaine en bande 6 de La zone de stockage 22 vers La zone de transfert 26 (partie b des figures 5 et 6 A), puis La lecture proprement dite des paires de Lignes de Bloch (parties c des figures 5 et 6 A et a et b de la figure 6 B). La lecture d'un élément binaire se fait par la discrimination entre une coupe facile (figure 5) et une coupe difficile (figures 6 A-6 B) du domaine en bande 6 a Cette lecture est une duplication, car après l'opération de lecture, l'état du domaine 6 est Le même que l'état initial. Pendant toute l'opération de lecture, un courant i approprié est maintenu dans le conducteur d'extension 40. Au moment de L'extension du domaine en bande 6 a, un courant Ia est app Liqué dans le conducteur de contrôle 36 et maintenu pendant toute l'opération de lecture afin de b Loquer les lignes de B Loch du domaine 6 a, et d'obtenir les deux structures de paroi de référence: paroi à aimantation parallèLe pour La coupe facile en présence d'une paire de lignes de Bloch (figure 5); paroi à aimantation antiparal Lèle pour la coupe difficile en l'absence d'une paire de lignes de Bloch (figures 6 A, 6 B). Ensuite on applique une impulsion de courant Ic (parties c des figures 5 et 6 A) sur le conducteur de coupe 10 La présence de Lignes de Bloch permet une coupure à courant faible du domaine en bande, conduisant à la formation d'une bulle 56 qui peut être lue par le détecteur de bulles 34 alors que l'absence de lignes de Bloch ne permet la coupure du domaine en bande qu'avec des courants plus élevés que celui nécessaire à la coupe facile. L'application du courant Ic sur le conducteur de coupe 10 crée un champ magnétique local Hcz Lorsque le conducteur en épingle est positionné perpendiculairement au domaine 6 a à tester et si le champ Hcz local s'ajoute au champ de polarisation Hz du domaine 6 a, il est possible de couper le domaine; si les aimantations 18 et 20 des parois 14 a et 14 b pointent dans la même direction, sous l'épingle de coupe, il est facile de couper le domaine par celle-ci (figure 5) Si les aimantations des parois 14 a et 14 b pointent dans des directions opposées sous l'épingle de coupe, il est difficile de couper le domaine par celle- ci (figure 6 A). Le retour au repos du domaine en bande est encore obtenu en supprimant les courants appliqués aux conducteurs d'extension et de contrôle (parties e et c des figures 5 et 6 B) On définit la marge de coupe comme étant la différence entre le courant élevé nécessaire à la coupe difficile et le courant plus faible nécessaire à la coupe facile. On considère qu'on n'obtient pas de marge de coupe si on a un recouvrement des répartitions en courant des deux types de coupe pour l'ensemble des domaines en bande de la mémoire En revanche, on obtient une marge de coupe lorsque les répartitions en courant des deux types de coupe pour l'ensemble des domaines sont disjointes. Aussi, pour qu'une mémoire à lignes de Bloch 1 1 fonctionne, il faut qu'elle satisfasse à la fonction "lecture", c'est-à-dire discrimine les coupes faciles des coupes difficiles des domaines, et donc présente une marge de coupe, appelée aussi marge de lecture. L'invention a justement pour objet une mémoire à lignes de Bloch permettant l'obtention d'une marge de coupe lors de la lecture des lignes (transfert-out ou duplication) et lors de la conversion paire (+,-) en paire (-,-) dans l'écriture des paires de lignes (transfert-in). Le demandeur a trouvé que le film magnétique devait satisfaire à une condition particulière pour obtenir cette marge de coupe. Aussi, l'invention se rapporte à une mémoire à lignes de Bloch comportant un film magnétique d'épaisseur h, disposé sur un substrat et contenant des lignes de Bloch de largeur Ao, caractérisée en ce que le film magnétique satisfait à la condition ( 1) h/A épitaxié sur un substrat monocristallin. Le film magnétique utilisé est l'un de ceux généralement utilisés dans les mémoires à bulles On peut par exemple utiliser des films de grenat ferrimagnétiques tels que ceux décrits dans le document FR-A-2 587 734 ou ceux présentant la formule ( 2) suivante: (TR)(Fe X) O ( 2) 3 5 12 o TR représente au moins un élément choisi parmi Y, Sm, Lu, Bi, Ca, Gd, Pr et Yb et X représente au moins un élément choisi parmi Al, Ga, Si et Ge. De façon que la marge de coupe soit relativement élevée, la mémoire de l'invention comporte avantageusement un dispositif de coupe des domaines en bande satisfaisant à certaines conditions. Ce dispositif de coupe est soit du type en épingle, soit constitué de deux bandes conductrices parallèles Il peut être utilisé dans les différentes configurations décrites précédemment, c'est-à-dire associé à un conducteur de contrôle et à un conducteur d'écriture ou à un conducteur de contrôle seul Il peut en outre être utilisé dans une structure à deux ou à trois niveaux de conducteurs. Ce dispositif de coupe servant à l'écriture ou à la lecture d'une information dans la mémoire comporte deux bandes conductrices de l'électricité parallèles de largeur au plus W, supportées par le film magnétique contenant les domaines en bande et orientées perpendiculairement aux domaines, ces bandes conductrices étant espacées l'une de l'autre d'une distance G et séparées du film magnétique par une distance D, et des moyens d'alimentation pour appliquer une première impulsion de courant simultanément sur les deux bandes conductrices, les paramètres l, W, G et D satisfaisant aux relations suivantes: 1 1,1; et l/W> 1,3, avec l représentant la largeur des domaines en bande. Ce dispositif de coupe permet d'écrire l'information " 1 " dans la mémoire, par écriture (ou nucléation) d'une paire de lignes de Bloch et d'écrire l'information " O " par effacement d'une paire de lignes de Bloch Il permet en outre la lecture des informations stockées dans les domaines en bande sans risque de les détruire. Afin d'empêcher toute création de lignes de Bloch inopportune lors de la coupe du domaine en bande, les moyens d'alimentation des deux bandes conductrices délivrent une première impulsion de courant ayant un temps de montée Tm supérieur au temps de montée To qu'aurait une seconde impulsion de courant minimum nécessaire à la nucléation des lignes de Bloch. Ce temps de montée To minimum nécessaire à la nucléation des lignes de Bloch a été déterminé par les inventeurs; il satisfait à l'équation ( 3) suivante: > 2 2 To=(Hcz/vn) (h/8 Ms/ln( 1 +h 2/l 2)) ( 3) dans laquelle Hcz est la valeur du champ magnétique créée dans le film par la première impulsion selon une direction perpendiculaire à la surface du film; h est l'épaisseur du film magnétique; In est le logarithme népérien; Ms est l'aimantation à saturation du film magnétique et vn est la vitesse de nucléation des lignes de Bloch avec vn=( 24 a A/h\Ku)+ E T/2 a A/u Hy o a est le facteur gyromagnétique du film magnétique; A est la constante d'échange magnétique; Ku est la constante d'anisotropie uniaxiale du film magnétique; Hy est le champ créé dans le plan du film au moins en partie par la première impulsion et E vaut + 1 respectivement -1, lorsque l'aimantation magnétique de la paroi du domaine et le champ Hy sont respectivement de même sens et de sens opposé. Pour toute impulsion de temps de montée Tm>To, la paroi du domaine se propage à une vitesse inférieure à vn; il n'y a donc pas de lignes de Bloch nucléées lors de l'opération de coupe. Pour toute impulsion de temps de montée Tm particulier, Tm vaut environ 2 To. L'équation ( 3) ci-dessus de To n'est vraie que pour les films magnétiques pour lesquels To est "Ts avec Ts=h/8 Ms u, o u vaut a/b \/-K-u (b = coefficient d'amortissement et vaut 0,1 pour les compositions utilisées) En général, Ts est de l'ordre nanosecondes. Selon L'invention, Hy représente le champ p Lan X seul correspondant à la composante dans Le plan xy du champ induit dans Le film magnétique par le courant Ic parcourant Le conducteur de coupe, ou additionné d'un champ extérieur supplémentaire Hey appliqué le long du domaine en bande, lors de la coupe, si nécessaire. La description de l'invention se réfère aux dessins annexés dans lesque Ls: La figure 1, déjà décrite, représente en coupe une partie d'une mémoire à Lignes de Bloch, montrant l'agencement des conducteurs de coupe sur le film magnétique; la figure 2, déjà décrite, représente un domaine en bande, en perspective, de La mémoire de la figure 1; la figure 3, déjà décrite, représente en vue de dessus l'organisation d'une mémoire à lignes de Bloch; les figures 4 A, 4 B, déjà décrites, représentent Les différentes phases de l'écriture d'une paire de lignes de B Loch dans une mémoire à lignes de B Loch; Les figures 5 et 6 A, 6 B, déjà décrites, représentent respectivement Les différentes phases de la lecture d'une information " 1 "et " O "dans une mémoire à lignes de B Loch; et Les figures 7 A et 7 B donnent La répartition en courant des deux types de coupe pour l'ensemble des domaines en bande pour respectivement un échantillon satisfaisant à la condition ( 1) et ne satisfaisant pas à cette condition. Conformément à l'invention, Le film magnétique d'une mémoire à Lignes de Bloch doit remplir La condition ( 1) h/Ao Ao la largeur d'une ligne de Bloch (figure 2). Plusieurs échantillons ont été étudiés Ils se composaient d'un film de grenat ferrimagnétique épitaxié sur un monocristal de grenat de gallium et de gadolinium Ces films présentaient différentes compositions ainsi que différentes valeurs de A, h et 4 Tr Ms Les résultats expérimentaux sont donnés dans le tableau I ci-joint; ils sont en accord avec la condition ( 1). Pour tester ces échantillons, on a utilisé un conducteur de coupe des domaines en bande en forme d'épingle, disposé perpendiculairement aux domaines en bande La largeur W des branches de L'épingle valait 2 ym, la distance G (ou gap) séparant ces deux branches valait 2 ym, la distance D séparant le conducteur de coupe du film ferrimagnétique était de 3 jm et la largeur l des domaines en bande valait 5,4 ym W, G et D sont représentés sur la figure 1 et l sur la figure 3. Le test consiste à préparer soit des domaines à coupe facile (figure 5) soit des domaines à coupe difficile (figures 6 A-6 B) Pour chacun des domaines (parfaitement identifié), on mesure le courant de coupe Ic La mesure de Ic se fait en incrémentant pas à pas le courant appliqué à l'épingle et en notant la valeur de I qui coupe le domaine Ic Dans toutes les expériences, l'impulsion de courant est triangulaire avec un temps de montée Tm égal au temps de descente de 350 ns On peut donc tracer des histogrammes de coupe. On considère qu'un échantillon possède une marge de lecture si la répartition des courants de coupe facile de l'ensemble des domaines en bande est disjointe de la répartition des courants de coupe difficile de l'ensemble des domaines en bande (figure 7 A) IL n'y a pas de marge de lecture si les deux répartitions se recouvrent (figure 7 B). Si la marge de coupe est suffisante (>à lm A), l'échantillon est un bon candidat pour les mémoires à lignes de Bloch. La figure 7 A donne la répartition en courant des deux types de coupe pour l'ensemble des domaines en bande de l'échantillon 1 et la figure 7 B donne celle de l'échantillon 17; E est le nombre d'événements et Ic (en m A) est l'intensité de courant appliquée au conducteur de coupe Les répartitions Q et T sont relatives à des coupes "faciles" et les répartitions R et S sont relatives à des coupes "difficiles". Les répartitions en courant Q et R de l'échantillon 1 sont disjointes et la marge de coupe est de 25 m A environ Elle est plus que suffisante et cet échantillon 1 est un bon candidat pour la réalisation d'une mémoire à lignes de Bloch. En revanche, les répartitions en courant T et S de l'échantillon 17 se chevauchent; il n'y a pas de marge de coupe Cet échantillon n'est donc pas utilisable pour une mémoire à lignes de Bloch. On donne ci-après, les méthodes de mesure utilisées pour l'établissement du tableau I. a) Mesure de l'épaisseur du film h Cette mesure est réalisée à l'aide d'un spectrophotomètre à longueurs d'onde variables Le film magnétique de grenat est considéré comme une lame à faces parallèles; il introduit une différence de marche e, entre le faisceau lumineux réfléchi sur la suface film-air et le faisceau lumineux réfléchi sur la surface film-substrat. Le maximum d'intensité lumineuse est obtenu lorsque e= 2 nh=k>, o N est l'indice du film, à la longueur d'onde > et k est un nombre entier. L'incidence du faisceau est pratiquement normale au film. Le défilement de la longueur d'onde entre deux valeurs /1 = 0,68 ym et /A 2 = 0,51 Jum fait apparaître un nombre de maximums d'intensités lumineuses, N, tel que: N=k 2-k 1 =(e 2//2 =e 1/A 1), d'o l'expression de l'épaisseur: h=N/2 1 N 0,51/0,51-n 0,68 /0,68 La valeur des indices dépend du type de composition A partir des valeurs mesurées par optique guidée à 1 = 0,63 ym, N O et = 1,15 m, N, on calcule les valeurs N et N (voir thèse présentée à 0 51 0,68 l'INP de Grenoble par Mr Hubert Moriceau, intitulée "Elaboration de films de grenat magnétique par épitaxie en phase liquide et caractérisation des films pour mémoire à bulles de grande capacité" du 31/10/81 On note, par exemple, le tableau II ci-joint. La précision de cette mesure est d'environ 5 % pour des épaisseurs h de l'ordre de lym. Pour des épaisseurs plus fines, 0,4 y Jm on peut utiliser des mesures par ellipsométrie. b) Calcul de l'aimantation 4 rr Ms L'aimantation se calcule à partir de la mesure de champ de collapse des bulles Hco et de la valeur de la longueur caractéristique lc des bulles avec la formule: -1 -> 3 lc c 4 Tr Ms = Hco (lc +) l'aimantation ainsi calculée est précise à environ 10 %. c) Calcul de la longueur caractéristigue_lc On utilise la formulation de Fowlis et Shaw suivante: lc ( 2 l/h) - nrr h nrh 1-exp ( 1 +) 3 3 h r N N I l d) Mesure de La largeur _l_ des domaines Les films de grenat ont une aimantation o perpendiculaire au plan du film et présentent, en absence de champ magnétique extérieur, une structure de domaines linéaires Deux domaines adjacents ont alors leurs aimantations anti-parallèLes. Une lumière polarisée rectilignement, traversant le film perpendiculairement à sa surface, subit une déviation de son axe de polarisation de +e ou -e suivant le sens de l'aimantation dans le domaine magnétique Un analyseur placé au-delà de l'échantillon, dans le trajet lumineux, permet d'éteindre la lumière ayant traversé un des deux types de domaines On définit ainsi un contraste Faraday. En appliquant alors un champ pulsé, perpendiculairement au film, d'amplitude suffisante (en général de quelques centaines de A/m), on provoque un alignement des domaines en bandes parallèles; le champ est alors diminué doucement puis supprimé, les domaines restent sous forme de bandes parallèles Une mesure de la largeur d'une vingtaine de bandes permet de déduire la valeur l, de la largeur d'un domaine La précision de la mesure est d'environ 5 % pour des domaines de 1,2 ym. e) Mesure du cham E_de colla 2 se des bulles C'est la valeur du champ magnétique de disparition des bulles. Pour provoquer la disparition des bulles, il est nécessaire d'appliquer, perpendiculairement à la surface du film, un champ magnétique, continu, défavorisant ces bulles L'observation du film, en lumière transmise polarisée, permet de déterminer précisément la valeur du champ de collapse lorsque les bulles disparaissent brusquement. f) Calcul de la constante d'e'échange A La constante d'échange est reliée à la température de Curie Tc par la relation: -14 A= 4, 15 1 O C Tc-24)/267 -1 (A en J cm, Tc en C) g) Mesure de la température de Curie T Ic Tc correspond au passage de l'état ferrimagnétique à l'état paramagnétique Tc varie linéairement avec l'aimantation ou avec la température de sursaturation àT=Ts-Te, o Ts est la température de saturation et Te la température d'épitaxie du film ferrimagnétique. Une méthode originale de mesure de température de Curie a été mise au point par les inventeurs Lorsque le matériau passe de l'état ferrimagnétique à l'état paramagnétique, le contraste Faraday disparait avec les domaines. La cellule chauffante utilisée pour cette mesure a une montée en température assurée par un courant alternatif dans une bobine Dans le même temps, ce courant provoque dans la bobine un champ magnétique pulsé qui met les parois des domaines en vibration, la direction de ce champ étant normale au plan du film. En montant en température (le champ pulsé étant nettement supérieur au champ coercitif) la disparition du signal lumineux signifie le passage à l'état paramagnétique La mesure de la température de Curie par cette méthode est précise à + 2 C. T A B L E A U I __ ________====== ECHAN COMPOSITION h(pm) 4 Tr Ms A(Jcm- 1) Ao h marge TILLON (X 104 T) (ym) Ao -'-4/ Y 2,45 Sm 0,15 Bi 0,4 Fe 3,7 Ga 1,3012 l I et I' ll I I l (Y Sm Bi)3 (Fe Ga) O 12 I e Y 1,58 Smo,1 Ybo,09 Cao,968 i O,34 Fe 4,065 Ge O,616 Si 0,23012 I (Gd Sm Lu Bi Ga)3 (Fe Si) 5012 (Sm Lu Bi)3 (Fe Ga)5012 (Gd Pr Bi)3 (Fe Al)5012 "f 2,24 1,93 1,94 2,10 2,21 1,94 2,69 2,47 2,82 2,0 2,99 2,0 2, 03 2,16 2,38 2,79 3,10 2,10 2,07 2,39 3,85 2,10 2,05 1,71 10 '- et e a I e' t, el e' 'I e e ll 1,71 l l ge 3,05 10-14 et 2,88 1014 1,80 1014 2,90 1014 e' 0,175 * 0,169 * 0,169 * * * * * * * * * * * * 0,135 0,131 0,080 0,115 0,21 0,19 12,8 ,1 11,5 12,9 13,1 12,0 17,0 14,4 17,2 11,1 18, 0 ,9 14,1 ,2 23,1 17,2 16,0 ,6 ,8 29,0 33,5 9,95 ,93 OUI OUI OUI OUI OUI OUI NON NON NON OUI NON OUI NON NON NON NON NON NON NON NON NON OUI OUI o * VALEURS NON CALCULEES T A B L E A U II == == == == == == COMPOSITION | N 0,51 calculé N O 63 mesuré N 068 calculé nl, 15 mesuré Facteur N/h (Y Sm Lu Ca)3 (Fe Ge)5012 2,32 2, 235 2,2 2,155 2,57 (Y)3 (Fe Ga)5012 2,42 2,305 2,28 2,207 2,7 (Eu Lu Ca)3 (Fe Ge)5012 2,32 2,246 2,22 2,164 2,70 (Y Sm Lu Bi)3 (Fe Ga)5012 2,43 2,331 2,31 2,234 2,75 N% REVENDICATIONS 1 Mémoire à lignes de Bloch comportant un film magnétique ( 2) d'épaisseur h, disposé sur un substrat ( 4) et contenant des lignes de Bloch ( 8 a, 8 b) de largeur Ao, caractérisée en ce que Le film magnétique satisfait à la condition ( 1) h/tvo la saturation. 2 Mémoire selon la revendication 1, caractérisée en ce que le film magnétique est un grenat ferrimagnétique. 3 Mémoire selon la revendication 1 ou 2, caractérisée en ce que le film présente la composition ( 2) suivante: (TR 3)(Fe X)512 ( 2), 3 5012 o TR représente au moins un élément choisi parmi Y, Sm, Lu, Bi, Ca, Gd, Pr et Yb et X représente au moins un élément choisi parmi Al, Ga, Si et Ge. 4 Mémoire selon l'une quelconque des revendications 1 à 3, comportant en outre au moins un domaine en bande ( 6) de largeur l logé dans le film magnétique, un dispositif de coupe ( 10) de ce domaine consistant en deux bandes conductrices de l'électricité ( 10 a, 10 b) parallèles de largeur au plus W, supportées par le film magnétique ( 2) et orientées perpendiculairement au domaine, ces bandes conductrices étant espacées l'une de l'autre d'une distance G et séparées du film magnétique par une distance D et en des moyens d'alimentation ( 44) pour appliquer une première impulsion de courant (Ic) simultanément sur les deux bandes conductrices, caractérisée en ce que les paramètres l, W, G et D satisfont aux relations suivantes: 1 1,1; et L/W> 1,3. Mémoire selon la revendication 4, caractérisée en ce que les moyens d'alimentation ( 44) délivrent une première impulsion de courant ayant un temps de montée Tm supérieur au temps de montée To qu'aurait une seconde impulsion de courant minimum nécessaire à la nucléation des lignes de Bloch.