CN100359561C - 使用电磁传感器阵列的存储系统 - Google Patents

Abstract

一种可移动类型的记录载体(40)具有信息平面，所述信息平面被提供有构成比特位置阵列(11)的电磁材料构图。在信息平面处的所述材料的存在与否代表了比特位置的值。所述器件具有与信息平面相配合的交界表面(32)。所述交界表面被提供有电磁传感器元件阵列(54，56)，所述电磁传感器元件阵列对于近场工作距离内的所述电磁材料的存在敏感。该记录载体和器件系统具有对准装置(38，41)，用于在记录载体被安装在器件中时将比特位置定位在比特位置和相应传感器之间的近场工作距离内的传感器元件附近。

Description

使用电磁传感器阵列的存储系统

本发明涉及一种包括记录载体和存储器件的存储系统，该记录载体具有被提供有电磁材料构图的信息平面，该电磁材料构图构成比特位置阵列。

本发明还涉及包括信息平面的记录载体，该信息平面被提供有构成比特位置阵列的电磁材料构图，还涉及用于该系统中的存储器件。

从美国专利US 5,956,216中公知的是用于存储信息的存储系统、记录载体和器件。在盘形记录载体上使用磁性材料的数据存储系统是公知的，例如诸如软盘的可移动类型的磁性记录载体。该文献描述了构图类型的磁性记录载体。记录载体具有被提供有磁性层的信息平面，该磁性层可以被来自写磁头的适当磁场磁化。特别是该信息平面被提供有非磁性的衬底和可以具有两个磁化强度值的磁畴元件。该磁畴元件构成了用于存储单个数据比特的比特位置。该器件还有磁头(head)单元和写单元用于在由记录载体上的比特位置构成的轨道中记录信息。通过将读/写头定位成与比特位置相对(例如通过扫描该轨道)，比特位置的值被设置或者检索。公知的磁性存储系统的一个问题在于，该扫描并不允许对任意比特位置的随机访问。处理在比特位置中存储数据以及通过跳越将磁头定位在轨道的需要部分上是费时的。

因此本发明的一个目的在于，提供一种包括记录载体和用于在比特位置有效地存储信息的器件的系统，允许对于比特位置的快速访问。

根据本发明的第一方面，该目标通过如在开始段落中定义的存储系统而实现，在信息平面处所述材料的存在与否代表了比特位置的值，并且该器件具有与该信息平面配合的交界表面，该交界表面被提供有电磁传感器元件阵列，所述元件阵列对于近场工作距离内的所述电磁材料的存在敏感，记录载体可以被耦合到存储器件或者从该存储器件中移除，并且该系统具有对准装置，用于在所述耦合期间将比特位置定位在比特位置和对应传感器元件之间的近场工作距离内的传感器元件附近。

根据本发明的第二方面，该目的通过如在开始段落中定义的记录载体而实现，其特征在于，在信息平面处所述材料的存在与否代表了比特位置的值，并且该记录载体具有对准装置，用于在所述耦合期间将比特位置定位在比特位置和对应传感器元件之间的近场工作距离内的传感器元件附近。

根据本发明的第三方面，该目的通过如在开始段落中定义的存储器件而实现，其特征在于，该器件包括与信息平面配合的交界表面，所述交界表面被提供有对于所述电磁材料的存在敏感的电磁传感器元件阵列；以及对准装置，用于在所述耦合期间将传感器元件定位在传感器元件和对应比特位置之间的近场工作距离内的比特位置附近。

在信息平面处所述材料的存在与否代表了比特位置值的效果在于，可以以低成本的制作工艺例如通过机械压印构图将材料的固定构图施加到记录载体。由与信息平面配合的电磁传感器元件构成的阵列的效果在于，可以同时检索大量比特位置中的数据。其优越性在于，可以以低的成本来发布数据并且该数据可以被高速访问。

本发明还基于下面的认识。公知的磁性存储系统提供一种通过磁化用户记录器件中的层或者构图中的材料而被记录的记录载体。另外公知的提供便宜的数据发布的光盘相对来讲慢并且较大，并且需要对机械冲击敏感的扫描机构。诸如EPROM和MRAM的固态存储器件每个比特都是昂贵的。本发明人已经认识到，通过位于衬底上的具有电磁材料构图的记录载体可以提供结合先前系统的多个有利性质的新型存储器。通过使用公知的制作技术可以廉价地制作这种记录载体。该材料被称作是电磁体，因为该电磁体的存在与否通过电场和/或磁场(还被称作偏磁场)是可被检测的。应当注意的是，对于比特位置的值的检测并不取决于材料的磁性状态，而是取决于材料本身的存在与否。电磁元件检测在预定近场工作距离内的偏磁场中的扰动，该扰动实际上与作为比特位置的最小尺寸的数量是相同的量级。需要对准以便使元件与近场工作距离内的比特位置相对并且靠近。特别是，该对准与扫描系统的不同之处在于，阵列与信息平面平行对准以及相对于信息平面的高度。使用固态制作方法例如在制作MRAM磁性存储器件中公知的方法可以制作适当的电磁元件。

在记录载体的一个实施例中，在信息平面处的构图是通过位于衬底上的电磁材料层构成的，该电磁材料层具有凸起和凹陷部分，这些凸起和凹陷部分使得电磁材料层位于近场工作距离外或者内。其具有的优点在于，通过使用诸如冲压之类的机械重复技术可以容易地制作记录载体。

在从属权利要求中给出了根据本发明的记录载体和存储器件的另外优选的实施例。

通过参考在下面说明书中的实例以及附图而描述的实施例，本发明的这些和其他的方面将是显而易见的，其中

图1示出了信息载体部分(顶视图)，

图2a示出了构图的信息载体部分，

图2b示出了被压印的信息载体部分，

图2c示出了具有嵌入颗粒的信息载体部分，

图3示出了读出部分，

图4a示出了存储器件(顶视图)以及记录载体，

图4b示出了存储器件(侧视图)以及记录载体，

图4c示出了在盒式磁盘中的记录载体，

图5示出了在信息平面的近场工作距离处的传感器元件，以及

图6示出了详细的传感器元件。

在附图中，与已经描述过的元件对应的元件具有相同的附图标记。

图1示出了信息载体部分(顶视图)。信息载体部分10具有信息平面，该信息平面被提供有构成比特位置阵列11的电磁材料12的构图。在信息平面处材料12的存在与否提供了用于代表比特位置的值的物理参数。应当注意的是信息平面位于信息载体部分10的顶表面13上。信息载体部分的顶表面13将被耦合到读出部分的交界表面。信息平面被认为是存在于相距机械顶层一个有效距离处，例如用于保护信息平面的薄的覆盖层可以构成信息载体部分的外层。还应当注意的是，远离顶表面13和位于预定(intended)读出部分的近场工作距离外的材料不认为是信息平面的部分。在所述读出部分中的传感器元件被放置在信息平面附近，但是某些中间材料诸如污染物可以存在于它们之间。因此有效距离是通过任意中间材料和预定读出传感器元件来确定，它们具有从交界表面朝着信息平面延伸的近场工作距离。为了读出信息，在信息平面处的材料存在与否的物理效果是通过参考图5来解释的。

图2a示出了构图的信息载体部分的截面视图。信息载体具有衬底21。通过电磁材料的构图在衬底21的顶侧上构成信息平面，该构图构成比特位置阵列。在第一比特位置22，材料存在例如指示逻辑值1，而在第二比特位置23，材料不存在，例如指示逻辑值0。该材料具有可由所述传感器元件检测的软磁性性质。通过已经熟知的用于构图磁性媒质的方法可以应用材料的构图，尽管应当注意的是并不需要永久磁化。适当的方法是溅射和局部刻蚀、离子束构图或者是使用掩模的模压。

图2b示出了被压印信息部分的截面视图。信息载体具有衬底25。在衬底25的顶侧上通过连续的电磁材料层构成信息平面，该连续的电磁材料层具有凸起和凹陷部分。该层的形状构成比特位置阵列。在第一比特位置26处，所述材料在预定读出单元的近场工作距离内通过凸起部分而存在，例如指示逻辑值1。在第二比特位置27处，通过凹陷部分所述材料在信息平面不存在，例如指示逻辑值0，该凹陷部分使得材料位于近场工作距离外。通过熟知的制作方法，例如使用类似于制作CD类型的光盘的冲压的模压可以将压印构图施加到衬底上(或者是施加到层本身)。例如对于生产来讲首先在裸露的Si晶片(wafer)上借助于电子束光刻而制作抗蚀剂掩模，并且使用它作为母片(master)。如果需要的话，在Si中刻蚀孔，以在2D孔构图中存储信息。然后使用该母片，在薄片上复制该构图或者通过注射模制、或者通过压印、或者通过2P来复制该构图。然后在该复制品上沉积薄的磁性层(例如，通过溅射)，并且可选地，在均匀的外部磁场中将该材料磁化。应当注意的是，对于精确的操作原理来讲存在各种可能性。信息平面仅仅功能上作为磁导(使用软磁性材料，并且因此不需要磁化步骤)；该信息平面使用形状各向异性，导致例如反向孔的垂直磁化；或者该信息平面已经被均匀地磁化导致在孔的边缘处具有杂散场。如参考图5进一步说明的，第一原理的优点在于它最容易实现，并且它巧妙了回避了由于超顺磁性限制所造成的对位尺寸的限制。

图2c示出了具有嵌入颗粒的信息载体部分的截面视图。该信息载体具有衬底28。通过嵌入颗粒29在衬底28的顶侧上构建信息平面。在比特位置处，材料的颗粒被嵌入或者是没有颗粒，从而指示逻辑值。在预定读出单元的近场工作距离内该颗粒提供了所述材料。显然，在比特位置处代替嵌入单个的颗粒，还可以使用大量的较小的颗粒。通过将小珠的构图包含在衬底中或者通过使用粘附掩模将该小珠附着到衬底上而制作了信息载体。可替换的方案是，通过使用空间调制的磁场可以定位该小珠。

图3示出了读出部分。读出部分30预定与上面描述的信息载体部分配合。读出部分具有交界表面32。该交界表面32被提供有传感器元件阵列31。该阵列是电磁传感器单元的二维布局，该电磁传感器单元对于所述电磁材料存在于近场工作距离上是敏感的。

应当注意的是可以选择电磁材料和传感器元件的多个组合。在一个实施例中，传感器元件被提供有电路，用于产生磁场并且检测受所述具有软磁性性质的材料的存在与否影响的磁场。在另一实施例中，传感器元件被提供有电路，用于产生电场并且检测受电磁材料的存在与否影响的电场(例如通过电容耦合)。在另一实施例中，传感器元件被提供有电路，用于产生波动的磁场并且通过涡流检测受导电材料的存在与否的影响的磁场。在另一实施例中，传感器元件被安排来发射作为电磁场的光，并且检测该材料对于距离光源的近场工作距离的影响。下面所描述的另外的实施例是基于使用磁性材料。适当的材料是软磁性材料，并且适当的传感器元件是基于磁阻效应。下面参考图6描述一个实例。

图4a示出存储器件(顶视图)和记录载体。该存储器件具有壳体35和用于接纳记录载体40的开口36。记录载体40包括具有信息平面的信息载体部分10，该信息平面具有如上面参考图1和2所描述的比特位置阵列11。另一记录载体具有对准元件41用于与器件上的补充对准元件38配合，以在所述耦合期间将比特位置定位在比特位置和相应传感器元件之间的近场工作距离内的传感器元件附近。在将媒质插入在阅读器器件期间，通过提供适当的对准和登记实现记录载体的读出，如下面所述。在一个实施例中，对准元件被预先定义并且精确成形为信息载体部分的部分外壁。应当注意的是，记录载体可以基本上仅仅是如上所述的信息载体部分，或者是含有信息载体部分的组件。例如，带有信息平面的单个衬底被进一步成形为容纳多种类型的对准元件，如在后面所述的。

当将记录载体40耦合到存储器件35时，记录载体被放置在开口36上。开口36被提供有位于读出单元30上的交界表面32，如上面参考图3所述的，并且提供有对准元件38，例如突出销(protruding pin)。安排对准元件38，41用于在平行于交界表面的平面方向中以相对于读出单元30的交界表面的位置来确定记录载体上的比特位置的位置。

在一个实施例中，开口36是在壳体表面中的凹陷，具有精确成形壁的所述凹陷作为对准元件用于与记录载体40的外周界相配合，以对准信息载体部分。

在一个实施例中，存储器件被提供有处理电路，用于分析传感器元件的读出信号以消除相邻比特位置的影响。任意传感器元件可能受到相邻比特位置的某种程度的影响，特别是由于某些剩余的未对准造成的影响。然而，通过分析相邻传感器元件的读出信号和从当前读出信号中减去上述部分读出信号，改善了当前比特位置的检测值。因此改善了符号间干扰的电子校正。通过关于剩余未对准的全局信息可以控制该分析，例如指示哪一个相邻的读出信号必须被减去以及到哪种程度的信息。

在垂直于交界表面的方向中，需要某些压力来确保比特位置到读出部分中的传感器元件的距离是在近场工作距离之内。该压力可以由用户将记录载体向存储器件挤压来提供，或者通过位于记录载体顶部上的弹性盖子或者罩(没有示出)来提供。其他的用于实现紧密物理接触的选择对本领域技术人员来讲是公知的。

在记录载体的一个实施例中，信息平面是提供在柔性衬底上。该器件被提供有压力系统，用于将柔性衬底与交界表面紧密接触(例如通过在衬底和交界表面之间建立低压或者真空)。在一个实施例中，该器件被提供有发生器，用于产生引力场以将信息载体吸引到交界表面。该类型的引力场不同于传感器元件所使用的场。例如产生静电场用于吸引磁性类型的记录载体。可替换的方案是产生磁场来用于基于电容性读出(capacitive read-out)的记录载体。

在一个实施例中，器件上的对准元件38连接到致动器，用于相对于交界表面32来移动记录载体。仅仅较小的移动，以单个比特位置尺寸大小的量级(即几个微米或者更小)，就足以将传感器元件与比特位置对准。对于致动器来讲可以使用几种类型的致动器，例如音圈类型、压电类型或者静电类型。在一个实施例中，致动器是通过检测比特位置的未对准来控制的。该未对准可以从传感器元件的读出信号中导出。例如，如果存在基本未对准，传感器元件将覆盖相邻的比特位置。具有相同值的相邻位置的读出信号不同于具有不同值的相邻位置的读出信号。因此，如果发生这样的差异，即如果某些比特位置的读出信号具有位于其他比特位置的最大电平和最小电平之间的中间电平的值，则检测出未对准。应当注意的是，在非相关的数据中由于这样的事实，即各个相邻的位置具有相同或者不同的逻辑值，在基本50％的比特位置处将产生中间电平。在一个实施例中，包括了用于未对准检测的已经知道相邻比特的预定义控制模式。产生控制信号以启动致动器，并且在施加该控制信号之后再次分析读出信号。在一个实施例中，记录载体被提供有用于对准的光学标记，并且该器件被提供有用于检测该光学标记的单独的光学传感器以产生未对准信号。

在存储系统的一个实施例中，传感器元件阵列的间距大于比特位置阵列的间距，例如在一个或者两个平面维度中相差整因子n＝2。相对于读出部分的信息载体部分的某些步进式移动被提供给每个方向中的读出位置，其中访问每个比特位置的间距是不同的。如上面指示的，例如通过致动器可以提供该移动。借助于微机械装置在较小的距离上进行这样的扫描使得有可能使用具有大于读出部分密度的更高位密度的媒质。

在记录载体的一个实施例中，信息平面被提供有位置标记构图，该位置标记构图是位于信息载体的预定区域内的信息平面中的唯一构图。存储器件被提供有处理器，用于通过分析从传感器元件所检测的信号来相对于传感器元件阵列应用用于检测位置标记构图的绝对位置的构图识别技术。例如位置标记构图可以包括大面积的材料，其大于任意的初始机械未对准。该大的面积在没有预定构图材料的情况下，被一种轮廓包围。因此某些传感器元件在初始将总是被所述大的面积覆盖。通过分析周围的传感器元件，可以容易地检测未对准。

在一个实施例中，传感器元件阵列基本上小于信息平面，例如小4倍。该器件被提供有致动器，该致动器被安排用来将记录载体或者传感器元件阵列定位在几个例如4个读出位置，以便读出信息平面的区域。

在一个实施例中，记录载体的对准元件是由长方形的凸起导向棒构成，并且位于器件上的补充导向元件是狭缝或者槽。在一个平面雏度中通过这些元件的对准是有效的。通过器件上的壁或者是凸起的停止销可以在其他平面维度中提供对准。可替换的方案是，在第二平面维度中可能没有特定的停止位置，但从比特位置中检索信息同时沿着第二方向推进记录载体，例如通过用户经由导向狭缝来推进记录载体。这样的构象(constellation)对于从记录载体中一次读出数据是有利的，例如在机场用于入口控制的带有生物医学信息或者DNA信息的个人护照的应用中。

图4b示出了存储器件(侧面视图)和记录载体。存储器件具有壳体45和用于接纳记录载体40的开口43。当将记录载体40耦合到存储器件45时，记录载体被放置在开口43上。当阅读器的狭缝闭合时，通过将读出阵列向着信息载体挤压(可能使用接触液体)实现了两个部件之间的紧密接触。如上面参考图3所述的，在读出单元30上开口43被提供有交界表面32，并且在开口的内端处提供有对准元件42，在开口43的入口侧提供有外部对准元件44。安排外部对准元件44用于夹住记录载体。记录载体具有凸起的对准元件41用于与器件上夹住的外部对准元件44相配合，以在所述耦合期间将比特位置定位在比特位置和相应传感器元件之间的近场工作距离内的传感器元件附近。在记录载体进入开口内期间，通过用户施加力或者通过致动器可以启动该夹住运动。

图4c示出在盒式磁盘中的记录载体。该记录载体具有装入信息载体部分10的盒式磁盘47。盒式磁盘47具有可移动的盖子48，该盖子48在记录载体没有耦合到存储器件时有效地将信息平面与污染物(灰尘或者手印)密封隔离开来。存储器件具有开口机构(没有示出)用于在所述耦合期间将盖子移动到旁边。用于可滑动盖子的多个选择在光学或者磁记录盒式磁盘以及相配合的器件中是公知的。

在一个实施例中，盒式磁盘包括清除垫46。焊盘46位于盖子48上和/或被盖子48移动，当盖子移动时用于擦拭信息平面和/或交界表面。可替换的方案是，该清除垫或者其他清洁单元诸如刷子可以被放置在盒式磁盘自身上面。在一个实施例中，盒式磁盘被提供有吸引灰尘的内层，用于吸引可能进入封闭的盒式磁盘中(除了盖子48之外)的任意灰尘颗粒。

图5示出在信息平面的近场工作距离处的传感器元件。示出了阵列中的两个传感器元件54，56。在传感器元件54，56上，示出的信息载体部分具有衬底51和磁性材料层52。在比特位置53处，凸起的部分将材料靠近到传感器元件56并且进入它的近场工作距离中。在相邻的比特位置处，该材料位于下一个传感器元件54的近场工作距离外。安排传感器元件用于产生磁场55，57(例如如所示的通过引导位于元件56下面的经由引线58的电流)。磁场受到磁性材料的存在与否的影响，如在最终的磁场55，57中所示，导致在传感器元件的顶层中的不同的磁性方向。通过使用磁阻效应，例如GMR，AMR或者TMR，在具有多层或者单层堆叠的传感器元件中检测该方向。对于本发明的只读传感器元件来讲，由于电阻匹配的原因TMR类型的传感器是优选的。

如在图中所示，位于信息载体上的磁性层部分附近迫使偏磁场的场力线远离TMR元件。该材料用作磁导：场力线经过该材料而不是经过自旋隧道结的自由层。如果自旋隧道结的堆叠被设计成使得在没有外磁场施加的情况下层间静磁耦合导致反平行的磁化结构，在磁性层的凸起的附近造成高电阻，而在其他处偏磁场将造成低电阻状态。在一个实施例中带有电流的导体用作用于偏磁场的场产生带。可替换的方案是，该导体可以是永磁体。对于偏磁场来讲进行多种变型是可能的，并且还可以使用杂散场，这对于本领域技术人员而言是清楚的。媒质中的偏磁场可以处于衬底的平面内(如在图中所示)，但人们或者可以考虑垂直于衬底的偏磁场，该垂直于衬底的偏磁场造成来自磁性层的杂散场，该磁性层在位于自旋隧道结的层的平面中具有部件。虽然给定的实例使用具有平面内灵敏性的磁阻元件，但也可以使用对于垂直场敏感的元件。对于使用磁阻效应的进一步的描述请参考“Frontiers of MultifunctionalNanosystems”，第431-452页，ISBN 1-4020-0560-1(HB)或者1-4020-0561-X(PB)中的由K.-M.H.Lenssen发表的“Magnetoresistivesensors and memory”。

在存储系统中，数据由与信息平面上的传感器相对的比特位置造成在传感器元件处发生的磁化方向来表示。通过依赖于在多层堆叠中检测的磁阻(MR)现象的电阻测量，来执行读出。传感器可以是基于薄膜中的各向异性的磁阻效应(AMR)。因为薄膜中的AMR效应的大小典型地小于3％，使用AMR需要敏感的电子元件。较大的巨磁阻效应(GMR)具有较大的MR效应(5到15％)，因此具有较高的输出信号。磁性隧道结使用大的隧道磁阻(TMR)效应，已经示出了高达大约50％的电阻改变。由于TMR效应对于偏置电压的强依赖性，在实际应用中的可用电阻变化在目前是大约35％。通常，如果在多层堆叠中的磁化方向是平行的，则GMR和TMR造成低电阻，当磁化方向是反平行时造成高电阻。在TMR多层中，必须垂直于层平面(CPP)施加感测电流，这是因为电子将隧穿屏障(barrier)层；在GMR器件中，感测电流通常在层的平面中(CIP)流动，尽管CPP结构可能提供较大的MR效应，但是垂直于这些全金属多层平面的电阻非常小。然而，通过进一步小型化，基于CPP和GMR的传感器是可能的。

图6详细示出了传感器元件。该传感器具有导电材料的位线61，用于将读电流67引导到自由磁性层62各层的多层堆叠中，还具有隧道屏障63，以及固定的磁性层64。在另外的导体65上建立该堆叠，该导体65经由选择线68连接到选择晶体管66。选择晶体管66将所述读电流67耦合到地电平用于在各个比特单元被其栅上的控制电压启动时阅读各个比特单元。存在于固定磁性层64(还被称作是引脚层)以及自由磁性层62中的磁化方向69确定了隧道屏障63中的电阻，类似于MRAM存储器中的比特单元元件。当这种材料位于由箭头60所示的近场工作距离内时，通过与传感器相对的比特位置处的材料来确定在自由磁性层中的磁化，如上面参考图5所述。

在一个实施例中，对产生偏磁场来讲不需要附加的装置，但是偏磁场是有效地嵌入在自旋隧道结中的。例如，这可以采用下面的方式来完成。通过在自旋隧道结的下面或者上面的附加硬磁性层、或者通过“跨越维数的”引脚层例如交换偏置层、或者通过在“类伪自旋阀”MR元件情况下的硬磁性层来实现嵌入永磁体。重要的是，最终的静磁耦合在引脚层和自由层之间的任意直接交换耦合中占据主导地位，如通常在自旋隧道结中的情况一样。当信息载体的软磁性层靠近元件时，即，位于近场工作距离内时，自由层上的静磁耦合效果将被大大减小。通过使得距离足够小和使该层的厚度足够大可以实现上述目的。在一个实施例中，信息平面中的材料在平行于传感器元件中的自由层的磁化方向中是永久磁化的。由于磁通闭合，倘若与载体的耦合强于与MR元件内其他层的耦合，则信息载体中的凸起将导致自由层的磁化反向。

对于传感器元件来讲，因为与MRAM相比的不同要求，与用于MRAM的情况相比，调整自旋隧道结的成分和特性。虽然对于存储器来讲MRAM双稳磁性结构(即平行和反平行)是基本的，但是对于提出的传感器元件来讲并不需要这一点。这里，读灵敏度是关键的，而双稳磁性结构通常是不相关的。当然，参考磁化的方向例如引脚层或者交换偏置层应当是不变的。因此对于自由层(充当检测层)来讲，可以选择具有低矫顽力的材料。

在一个实施例中同时读取多个传感器元件。借助于交叉行阵列进行位单元的寻址。读出方法取决于传感器的类型。在伪自旋阀的情况下，多个单元(N)可以被串联在字线中，这是因为这些全金属的单元的电阻相对较小。这提供了感兴趣的有利之处，即每N个单元仅仅需要一个切换元件(通常是晶体管)。相关的不利之处在于，相对电阻变化被N相除。通过测量字线(单元串联)的电阻可以执行读出，随后较小的正加负电流脉冲施加到期望的位线上。伴随的磁场脉冲脉冲是在两个铁磁层的切换场(switching field)之间；这样具有较高切换场的层(感测层)将保持不变，同时其他层的磁化将被设置在定义的方向并且然后被反向。从字线中最终电阻变化的符号可以看出是“0”还是“1”被存储在字线和位线的交叉点处的单元中。在一个实施例中，使用具有固定磁化方向的自旋阀，并且在其他的自由磁性层中检测数据。在这种情况下，测量单元的绝对电阻。在一个实施例中，相对于参考单元对电阻进行微分测量。借助于切换元件(通常是晶体管)来选择该单元，这就意味着在这种情况下每个单元需要一个晶体管。除了每个单元需要一个晶体管的传感器之外，还可以考虑位于单元内的没有晶体管的传感器。在交叉点几何结构处每个单元传感器元件零个晶体管提供了更高的密度，但是具有稍微较长的读取时间。

根据本发明的存储器件特别适用于下面的应用。第一种应用是需要可移动存储器的便携式器件，例如笔记本电脑或者是便携式的音乐播放器。存储器件具有低功耗，并且对于数据进行立即访问。记录载体也可以用作是用于内容发布的存储媒质。另一应用是受到版权保护的存储器。该保护受益于这样的事实，即没有可记录/可重写类型的记录载体存在、消费者不能复制只读信息载体，并且还受益于这样的事实，即在没有(校正)偏磁场的情况下读取信息载体是不可能的。例如，这种类型的存储器对于游戏发布是适合的。与现有技术方案相对照的是，它具有下面的性质：容易复制，受到复制保护，瞬时接通，快速访问时间，健壮，没有移动部件，低功耗等等。

尽管通过使用软磁性材料和磁通控制的实施例解释了本发明，但可以使用任意类型的近场互感，例如容性耦合。应当注意的是，在本文本中，动词“包括”以及它的动词变型并不排除所列出之外的其他元件或者步骤的存在，并且在元件之前的单词“一”或者“一个”并不排除多个这种元件存在的情况，并且任意参考标记并不是限制权利要求书的范围，本发明可以通过硬件和软件来实施，并且出现的“装置”或者“单元”可以由同一项目的硬件或者软件来实现。另外，本发明的范围并不限于实施例，本发明存在于每个新颖的特征或者上述特征组合中。

Claims (17)

1.一种包括记录载体和存储器件的存储系统，

所述记录载体(40)具有信息平面，该信息平面被提供有构成比特位置(11)的二维阵列的电磁材料构图，在信息平面处的所述电磁材料存在与否代表了比特位置的值，以及

所述存储器件具有与信息平面配合的交界表面(32)，所述交界表面被提供有电磁传感器元件(54，56)的二维阵列，该电磁传感器元件阵列对于近场工作距离内的所述电磁材料的存在敏感，

所述记录载体(40)可以被耦合到存储器件和从存储器件中移除，以及

所述记录载体具有对准装置，用于与存储器件的补充对准装置配合，以便在所述耦合期间将比特位置的二维阵列定位在比特位置和相应电磁传感器元件之间的近场工作距离内关于电磁传感器元件的二维阵列的至少一个对准的位置。

2.一种用于如在权利要求1中所述的存储系统中的记录载体，所述记录载体包括位于衬底上(21)的信息平面，所述衬底上的信息平面被提供有构成比特位置(11)的二维阵列的电磁材料构图，在信息平面处的所述电磁材料存在与否代表了比特位置的值，该记录载体包括对准装置(41)，用于在所述耦合期间将比特位置的二维阵列定位在比特位置和相应电磁传感器元件之间的近场工作距离内关于电磁传感器元件的二维阵列的至少一个对准的位置。

3.如权利要求2所述的记录载体，其中，信息平面处的构图是由位于衬底(25)上的电磁材料层构成，所述电磁材料层具有凸起部分(26)或者凹陷部分(27)，所述凸起部分或者凹陷部分使得该层电磁材料位于近场工作距离外或者内。

4.如权利要求2所述的记录载体，其中，在信息平面处的构图是由被覆盖有电磁材料区域(22)的构图的衬底(21)构成；或者是由嵌入在衬底(28)中的所述电磁材料颗粒(29)的存在与否构成。

5.如权利要求2、3或4所述的记录载体，其中，所述电磁材料具有可由所述电磁传感器元件检测的软磁性性质，或者其中所述电磁材料具有可由所述电磁传感器元件检测的导电性质。

6.如权利要求2、3或4所述的记录载体，其中，所述衬底是一种柔性材料，用于允许将比特位置定位在比特位置和相应电磁传感器元件之间的近场工作距离内的电磁传感器元件附近。

7.如权利要求2所述的记录载体，其中，所述记录载体包括盒式磁盘(47)，所述盒式磁盘具有当耦合到存储器件时用于暴露信息平面的开口以及当从存储器件中移除时用于闭合开口的盖子(48)。

8.如权利要求7所述的记录载体，其中，盒式磁盘包括清洁装置(46)，用于清洁信息平面和/或交界表面。

9.如权利要求2所述的记录载体，其中，所述对准装置包括机械导向元件(41)，用于与存储器件的补充机械接纳元件(38)相配合。

10.一种用于如在权利要求1中所述的存储系统中的存储器件，其特征在于，所述存储器件包括

用于与信息平面配合的交界表面(32)，所述交界表面被提供有对所述电磁材料的存在敏感的电磁传感器元件(54，56)的二维阵列，以及

补充对准装置(38)，用于在所述耦合期间将传感器元件的二维阵列定位在电磁传感器元件和相应比特位置之间的近场工作距离内关于比特位置的二维阵列的至少一个对准的位置。

11.如权利要求10所述的存储器件，其中，所述电磁传感器元件(54，56)被安排为产生电磁场并且以下列方式中的至少一种方式来检测所述电磁材料的存在：

产生磁场并且经由软磁性性质检测受到电磁材料的存在与否影响的所述磁场；或者

产生电场并且经由容性耦合检测受到电磁材料的存在与否影响的所述电场；或者

产生波动的磁场并且经由涡流检测受到电磁材料的存在与否影响的所述磁场。

12.如权利要求10所述的存储器件，还包括致动器，用于定位电磁传感器元件和/或记录载体。

13.如权利要求12所述的存储器件，其中，用于定位电磁传感器元件和/或记录载体的致动器是根据来自电磁元件的读出信号控制的。

14.如权利要求10所述的存储器件，其中，所述电磁传感器元件(54，56)的二维阵列具有比记录载体的全部比特位置更少的电磁传感器元件，并且安排对准装置(42，44)用于将所述电磁传感器元件的阵列或记录载体定位在不同的对准位置，所述不同的对准位置组合覆盖了全部比特位置。

15.如权利要求10所述的存储器件，其中，所述补充对准装置包括补充机械接纳元件(38)，用于与记录载体的机械导向元件(41)相配合。

16.如权利要求10所述的存储器件，其中，该存储器件包括用于产生引力场的装置，所述引力场用于将记录载体吸引到交界表面。

17.如权利要求16所述的存储器件，其中，所述引力场是静电场。

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