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Um Magnetblasen in aktiven Einrichtungen verwenden zu können, mua es möglich sein, Magnetblasen zu erzeugen, bewegen, detektieren und zerstören.
Man kann Magnetblasen auf zwei verschiedene Arten erzeugen. Die eine ist ein lokales Magnetfeld zu erzeugen, das stark genug ist, die Magnetisierung umzukehren. Die zweite Möglichkeit ist, von einer Mutterblase eine zweite abzuspalten. Das kann man durch Strecken der Mutterblase und Anlegen eines lokalen Magnetfeldes zum Abspalten der zweiten Blase erreichen. Das Magnetfeld zum Abspalten ist um mehrere Größenordnungen kleiner als das Magnetfeld zum Erzeugen einer neuen Magnetblase. Die lokalen Magnetfelder können durch einen Strom durch Leiterbahnen auf der Oberfläche der Magnetschicht erzeugt werden.
Zerstört können Magnetblasen durch den umgekehrten Vorgang werden. Sie können entweder mit einer zweiten Magnetblase verschmolzen werden, oder es wird ein lokales Magnetfeld angelegt, das die Magnetblase zum Kollabieren bringt.
Magnetblasen können durch einen Gradienten im Vormagnetisierungsfeld bewegt werden. Wenn im Vormagnetisierungsfeld ein Gradient entlang der magnetischen Schicht vorliegt, so wird sich die Magnetblase zum Gebiet der geringeren Vormagnetisierung bewegen, weil das Vormagnetisierungsfeld entgegengesetzt zur Magnetisierung der Magnetblasen orientiert ist, und die magnetische Energie durch die Bewegung reduziert wird. Der Gradient im Vormagnetisierungsfeld kann wiederum durch einen Strom durch eine Leiterbahn auf der Oberfläche der Magnetschicht erzeugt werden. Kontinuierliche Bewegung kann durch fortlaufendes Pulsen eines Gitters von Leiterbahnen erzeugt werden. In den üblichen Geräten wird die Fortbewegung jedoch durch Einkoppeln eines rotierenden, in der Ebene liegenden Feldes in eine Reihe von Elementen aus Permalloy durchgeführt. Die ersten erfolgreichen Muster waren aus T- und I-Elementen (Bild 4.6).
Bild 4.6 Bewegungsstruktur aus TI-Elementen
Wie Bild 4.7 zeigt, wird die Magnetblase bei nach rechts zeigendem Rotationsfeld Hip zum linken Ende des Balkens vom T gezogen, und bleibt dort an einem Energieminimum. Mit dem weiterdrehenden Feld bewegt sich die Magnetblase entlang des Balkens von T, springt zum I-Element und weiter zum nächsten T.
Bild 4.7 Bewegungssequenz mit TI-Elementen
Die TI-Elemente sind auf der magnetischen Schicht mit einer dünnen Zwischenlage aus Quarz aufgebracht.
Die Fortbewegungsgeschwindigkeit der Magnetblasen hängt von den dynamischen Eigenschaften der Blasen ebenso wie von Größe und Frequenz des rotierenden Feldes ab. Derartige Magnetblasensysteme werden üblicherweise mit Frequenzen zwischen 0,1 und 1 MHz betrieben.
Die Detektion von Magnetblasen wird in der Praxis elektronisch durch eine Widerstandsänderung in einem magnetisch empfindlichen Widerstandsstreifen, der auf der magnetischen Schicht aufgebracht ist, durchgeführt. Um Magnetblasen in der Forschung an beliebigen Positionen beobachten zu können, werden magnetooptische Methoden verwendet. Wenn die magnetische Schicht mit polarisiertem Licht beleuchtet ist, erzeugt die umgekehrte Magnetisierung der Magnetblasen eine lokale Rotation. Diese Rotation kann mit geeigneten Filtern erkannt werden.
Für die praktische Anwendung mua eine Möglichkeit zum Schalten gegeben sein. Die Magnetblasen können hierbei mit Permalloy-Schalter-Konfigurationen, die durch einen elektrischen Strom in einem Leiter über den Schalter kontrolliert werden, individuell in verschiedene Bahnen gelenkt werden. Manche Schalter lenken hierbei die Magnetblase vollständig auf einen anderen Weg, andere spalten eine Tochter von der Magnetblase, während sich die Mutterblase auf ihrem ursprünglichen Weg weiterbewegt.
Bild 4.8 Spaltender Schalter
Bild 4.8 zeigt einen derartigen spaltenden Schalter. Wenn die Magnetblase den Schalter passiert, streckt sie sich naturgemäa etwas, und wenn der Strom in der Kontrollschleife eingeschaltet ist, teilt sich die Magnetblase und ein Teil wird Pfad 3 folgen, während sich der andere auf Pfad 2 weiterbewegt. Die normale Fortbewegung (bei ausgeschaltetem Strom) erfolgt über Pfad 2.
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