CN101154436B - 数据存储装置以及操作该数据存储装置的方法 - Google Patents

数据存储装置以及操作该数据存储装置的方法 Download PDF

Info

Publication number
CN101154436B
CN101154436B CN2007101091900A CN200710109190A CN101154436B CN 101154436 B CN101154436 B CN 101154436B CN 2007101091900 A CN2007101091900 A CN 2007101091900A CN 200710109190 A CN200710109190 A CN 200710109190A CN 101154436 B CN101154436 B CN 101154436B
Authority
CN
China
Prior art keywords
magnetosphere
storage device
data storage
read
head
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Expired - Fee Related
Application number
CN2007101091900A
Other languages
English (en)
Other versions
CN101154436A (zh
Inventor
金庸洙
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Samsung Electronics Co Ltd
Original Assignee
Samsung Electronics Co Ltd
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Samsung Electronics Co Ltd filed Critical Samsung Electronics Co Ltd
Publication of CN101154436A publication Critical patent/CN101154436A/zh
Application granted granted Critical
Publication of CN101154436B publication Critical patent/CN101154436B/zh
Expired - Fee Related legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Images

Classifications

    • G—PHYSICS
    • G11—INFORMATION STORAGE
    • G11B—INFORMATION STORAGE BASED ON RELATIVE MOVEMENT BETWEEN RECORD CARRIER AND TRANSDUCER
    • G11B5/00—Recording by magnetisation or demagnetisation of a record carrier; Reproducing by magnetic means; Record carriers therefor
    • G11B5/012—Recording on, or reproducing or erasing from, magnetic disks
    • G—PHYSICS
    • G11—INFORMATION STORAGE
    • G11B—INFORMATION STORAGE BASED ON RELATIVE MOVEMENT BETWEEN RECORD CARRIER AND TRANSDUCER
    • G11B5/00—Recording by magnetisation or demagnetisation of a record carrier; Reproducing by magnetic means; Record carriers therefor
    • G11B5/127—Structure or manufacture of heads, e.g. inductive
    • G11B5/187—Structure or manufacture of the surface of the head in physical contact with, or immediately adjacent to the recording medium; Pole pieces; Gap features
    • G11B5/255—Structure or manufacture of the surface of the head in physical contact with, or immediately adjacent to the recording medium; Pole pieces; Gap features comprising means for protection against wear
    • G—PHYSICS
    • G11—INFORMATION STORAGE
    • G11B—INFORMATION STORAGE BASED ON RELATIVE MOVEMENT BETWEEN RECORD CARRIER AND TRANSDUCER
    • G11B5/00—Recording by magnetisation or demagnetisation of a record carrier; Reproducing by magnetic means; Record carriers therefor
    • G11B5/02—Recording, reproducing, or erasing methods; Read, write or erase circuits therefor
    • G—PHYSICS
    • G11—INFORMATION STORAGE
    • G11C—STATIC STORES
    • G11C11/00—Digital stores characterised by the use of particular electric or magnetic storage elements; Storage elements therefor
    • G11C11/02—Digital stores characterised by the use of particular electric or magnetic storage elements; Storage elements therefor using magnetic elements
    • G11C11/14—Digital stores characterised by the use of particular electric or magnetic storage elements; Storage elements therefor using magnetic elements using thin-film elements
    • G—PHYSICS
    • G11—INFORMATION STORAGE
    • G11C—STATIC STORES
    • G11C19/00—Digital stores in which the information is moved stepwise, e.g. shift registers
    • G11C19/02—Digital stores in which the information is moved stepwise, e.g. shift registers using magnetic elements
    • G11C19/08—Digital stores in which the information is moved stepwise, e.g. shift registers using magnetic elements using thin films in plane structure
    • G11C19/0808—Digital stores in which the information is moved stepwise, e.g. shift registers using magnetic elements using thin films in plane structure using magnetic domain propagation
    • G11C19/0841—Digital stores in which the information is moved stepwise, e.g. shift registers using magnetic elements using thin films in plane structure using magnetic domain propagation using electric current
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y10—TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC
    • Y10S—TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y10S977/00—Nanotechnology
    • Y10S977/902—Specified use of nanostructure
    • Y10S977/932—Specified use of nanostructure for electronic or optoelectronic application
    • Y10S977/933—Spintronics or quantum computing
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y10—TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC
    • Y10S—TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y10S977/00—Nanotechnology
    • Y10S977/902—Specified use of nanostructure
    • Y10S977/932—Specified use of nanostructure for electronic or optoelectronic application
    • Y10S977/933—Spintronics or quantum computing
    • Y10S977/935—Spin dependent tunnel, SDT, junction, e.g. tunneling magnetoresistance, TMR

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Computer Hardware Design (AREA)
  • Manufacturing & Machinery (AREA)
  • Hall/Mr Elements (AREA)
  • Mram Or Spin Memory Techniques (AREA)

Abstract

提供一种使用磁畴壁运动的数据存储装置以及操作该数据存储装置的方法。所述数据存储装置包括：磁层，具有多个磁畴；写头，设置在磁层的一端部；读头，读取写入磁层的数据；以及电流控制器，连接到写头和读头。操作该数据存储装置的方法包括：使用在磁层的一端部设置的读头读取磁层的所述端部的数据，在所述磁层的另一端部设置写头；将磁层的磁畴壁向所述端部移动与一个磁畴的长度相应的距离；以及使用写头和在写头和读头之间设置的电流控制器将读取的数据写入到磁层的所述另一端部。

Description

数据存储装置以及操作该数据存储装置的方法
技术领域
与本发明一致的设备和方法涉及一种数据存储装置以及操作该数据存储装置的方法，更具体地说，涉及一种使用磁性材料的磁畴壁运动的数据存储装置以及操作该数据存储装置的方法。
背景技术
包括在铁磁体中的磁微小区(magnetic minute area)被称为磁畴。磁运动的方向与磁畴中的相同。可通过磁性材料的属性、形状和大小以及应用于磁性材料的外部能量来适当控制磁畴的大小和磁化方向。
磁畴壁是具有不同磁化方向的磁畴之间的边界区，并且具有预定容量。可通过应用于磁性材料的磁场或电流来移动磁畴壁。也就是说，可在具有预定宽度和厚度的磁层中形成具有特定磁化方向的多个磁畴，并且可使用具有适当强度的磁场或电流来移动磁畴。
可将磁畴壁运动原理应用于数据存储装置。当将磁畴壁运动原理应用于数据存储装置时，由于磁畴壁运动允许磁畴经过读/写头，因此可在没有记录介质的旋转或任何物理运动的情况下进行读/写操作。已经通过第6,834,005B1号美国专利介绍了应用磁畴壁运动原理的数据存储装置的示例。
图1是使用在第6,834,005 B1号美国专利中介绍的磁畴壁运动原理的传统数据存储装置的透视图。参照图1，使用磁畴壁运动原理的传统数据存储装置(以下，称为“传统存储装置”)包括U型磁层100。磁层100包括存储区S和缓冲区B，由逐个排列的多个磁畴形成所述存储区S，所述缓冲区B具有与存储区S的长度相似的长度。在图1中，缓冲区B是磁层100的右侧柱状部分，但是其位置可变。在磁层100的中间部分提供读头RH和写头WH。
尽管没有示出，磁层100连接到用作驱动装置的晶体管。由晶体管控制应用于磁层100的电流的方向。根据电流的方向确定磁畴壁运动的方向。通过控制电流方向通过推和拉磁畴壁来执行读/写操作。
然而，上述传统存储装置具有下面的缺点。
第一，由于通过推和拉磁畴壁执行读/写操作的传统存储装置需要与存储区S一样大的缓冲区B，因此有效存储容量仅是物理存储容量的1/2。
第二，当通过向着缓冲区B推磁畴壁来执行读操作时，为了下一读操作，向着存储区S拉回缓冲区B的磁畴，以将磁畴的位置返回到它们的原始状态。因此，功耗增加，并且数据的读和写速度减小。
第三，由于重复磁畴的推和拉的操作，因此磁畴壁的特性被破坏，并且存储装置的寿命缩短。
第四，由于很难使用现有蚀刻技术制造U形磁层100，因此很难生产传统存储装置，此外，需要在磁层100的表面上以规则的间隔形成多个凹口以保证磁畴壁运动的稳定性。然而，很难在U形磁层100上一致地形成好的凹口。
因此，传统存储装置的问题源于磁畴壁的推和拉以及磁层100的U形状。
发明内容
本发明的示例性实施例克服了上述缺点和其它上面没有描述的缺点。另外本发明不需要克服上述缺点，本发明的示例性实施例可以不克服上述任何问题。因此，本发明提供一种使用具有可改善其有效存储容量、功耗、操作速度、寿命和实现的结构和操作模式的磁畴壁运动的数据存储装置。
本发明还提供一种操作上面的数据存储装置的方法。
根据本发明的一方面，一种使用磁畴壁运动的数据存储装置包括：磁层，具有多个磁畴；写头，设置磁层的一端部；读头，读取写入磁层的数据；以及电流控制器，连接到写头和读头。
可以在磁层的另一端部设置读头。
可以在与写头邻近的磁层的部分设置读头。
写头可以是这样的结构，其中，依次布置第一电极、反铁磁层、铁磁层、分离层、磁层的一端部和第二电极。
数据存储装置还可包括在磁层和写头之间的分离层。
分离层可包括导电层。
读头可以是这样的结构，其中，依次布置第一电极、反铁磁层、第一铁磁层、分离层、第二铁磁层和第二电极。
数据存储装置可包括在磁层和读头之间的分离层。
数据存储装置的分离层可包括绝缘层或导电层。
导电层的电阻可以大于磁层的电阻的10-100倍。
数据存储装置还可包括连接到磁层并且提供在多个磁畴的邻近磁畴之间移动壁的能量的驱动装置。所述驱动装置可以是二极管。
磁层可以是线性磁层。
可以在磁层的表面上形成多个凹口。
数据存储装置还可包括二极管，作为连接到磁层并且提供在多个磁畴的邻近磁畴之间移动壁的能量的驱动装置。
写头和读头每个都可被设置以分别相应于彼此相邻的比特区。
数据存储装置还可包括连接到读头和电流控制器的堆栈存储器。数据存储装置还可包括连接到堆栈存储器的数据控制器。写头和读头可以是巨磁阻(GMR)头或隧道磁阻(TMR)头。
根据本发明的另一方面，一种操作数据存储装置的方法包括：使用在磁层的一端部设置的读头读取磁层的该端部的数据，在所述磁层的另一端部设置写头；将磁层的磁畴壁向所述端部移动与一个磁畴的长度相应的距离；以及使用写头和连接到写头和读头的电流控制器将读取的数据写入到磁层的另一端部。
可以依次重复：读取磁层的一端部的数据，将磁层的磁畴壁向另一端部移动一个比特，并且将读取的数据写入磁层的一端部，直到写入到磁层的全部数据被循环一次。
在读取磁层的一端部的数据的步骤中，可以将电流施加于读头。
在将磁层的磁畴壁向另一端部移动一个比特的步骤中，可使用连接到磁层从而移动磁畴壁的二极管。可将脉冲电流通过二极管施加于磁层。
根据本发明的另一方面，一种操作数据存储装置的方法包括：通过将磁层的磁畴壁向磁层的一端部移动一个比特，使用在磁层设置的读头读取写入到磁层的数据，并且将从磁层读取的数据存储在连接到读头的堆栈存储器中；以及通过将磁层的磁畴壁向磁层的另一端部移动一个比特，使用在磁层的一端部设置的写头和连接到写头和堆栈存储器的电流控制器将存储在堆栈存储器中的数据写入磁层。
可以在与写头邻近的磁层的部分设置读头。
附图说明
通过结合附图对本发明的示例性实施例进行的详细描述，本发明的上述和其它特点和方面将会变得更加清楚，其中：
图1是使用在第6,834,005 B1号美国专利中介绍的磁畴壁运动原理的传统数据存储装置的透视图；
图2是根据本发明的示例性实施例的使用磁畴壁运动的数据存储装置的示意截面示图；
图3A至图3C是用于解释根据本发明的示例性实施例的图2的数据存储装置的读操作的截面示图；
图4是根据本发明的另一示例性实施例的使用磁畴壁运动的数据存储装置的示意截面示图；以及
图5A和图5B是用于解释根据本发明的另一示例性实施例的图4的数据存储装置的读操作的截面示图。
具体实施方式
现将参照附图来更加全面地说明本发明，在附图中示出本发明的示例性实施例。为了清楚夸大了附图中所示的层和区的厚度。
图2是根据本发明的示例性实施例的利用磁畴壁运动的数据存储装置的示意截面示图。参照图2，根据本实施例的数据存储装置(以下，称为“第一数据存储装置”)包括具有多个磁畴的磁层200。在图2中，磁层200中的黑色部分是磁畴壁，它是磁畴之间的边界。磁层200可以具有线性类型，并且可在磁层200的表面上形成凹口，以改善磁畴壁运动的稳定性。可形成凹口以限定磁畴壁区。如稍后将描述的，磁层200的整个区可被用作存储区。也就是说，磁层200可不具有缓冲区。
在磁层200的一端部201设置写头(WH)，在其另一端部209上设置读头(RH)。WH和RH可以每个都是使用巨磁阻(GMR，giant magneto-resistance)效应或隧道磁阻(TMR，tunnel magneto-resistance)效应。
详细地，WH可以具有这样的结构，在该结构中，依次布置第一电极1、第一反铁磁层2、第一铁磁层3、第一分离层4、磁层200的一端部201和第二电极5。当第一分离层4是绝缘层时，WH是TMR头，当第一分离层4是导电层时，WH头是GMR头。
第一铁磁层3是其磁化方向被第一反铁磁层2固定的钉扎层(pinnedlayer)。磁层200的一端部201是磁化方向可变的自由层(free layer)。根据第一电极1和第二电极5之间的电压差确定磁层200的一端部201的磁化方向。
当第一分离层4是导电层时，第一分离层4的电阻可以大于磁层200的电阻。因此，可以防止通过第一分离层4的漏电。由于这个原因，可在磁层200的一端部201和第二电极5之间设置具有大于磁层200的电阻的电阻的导电层。导电层的电阻可以大于磁层200的电阻的10倍至100倍。
可以在磁层200的另一端部209上安排RH，并且RH可以具有这样的结构，其中，依次布置第三电极6、第二反铁磁层7、第二铁磁层(固定层)8、第二分离层9、第三铁磁层(自由层)10和第四电极11。当第二分离层9是绝缘层时，RH是TMR头，当第二分离层9是导电层时，RH是GMR头。RH和磁层200可以彼此分开一段预定距离。可以在磁层200和RH之间，即，在磁层200的另一端部209的下表面上设置与第一分离层4相同的另一分离层4。所述分离层4可以是绝缘层以减少读操作期间产生的噪声。可以在磁层200的下表面的整个区上设置所述分离层4。
在读操作期间，采用RH的电极6和电极11之间的电阻根据磁层200的另一端部209的磁化方向而改变的原理。
在WH和RH之间设置电流控制器300，并在它们之间连接电流控制器300。电流控制器300将从RH获得的信息传送到WH。因此，可通过从RH获得的信息来确定WH的电极1和电极5之间的电势差。换句话说，可将从磁层200的另一端部209读取的数据传送到磁层200的一端部201。
另外，第一数据存储装置还可包括连接到磁层200的一端部201的驱动装置400。用于提供电流以移动磁畴壁的驱动装置400可以是二极管。由于磁畴壁以与电子移动的方向相同的方向移动，因此磁畴壁运动的方向与电流流动的方向相反。或者可通过外部磁场代替电流来实现磁畴壁运动。
下面描述操作参照图2描述的第一存储装置的方法。
读操作
图3A至图3C是用于解释第一数据存储装置的读操作的示图。操作第一数据存储装置的方法包括：使用RH读取磁层200的另一端部209的信息(操作1)；使用驱动装置400将磁层200的磁畴壁向另一端部209移动一个比特单元(操作2)；以及使用电流控制器300和WH将读取的信息写入到磁层200的一端部201(操作3)。图3A、图3B和图3C分别与操作1、操作2和操作3相应。
在操作2中，以从另一端部209到一端部201的方向提供电流，使磁畴壁以相反的方向移动。在操作3，电流控制器300将RH读取的信息发送到WH。可依次重复操作1、操作2和操作3。
在操作第一数据存储装置的方法中，将从磁层200的另一端部209读取的信息不改变地传送到磁层200的一端部201。在传送处理中，将磁畴壁向磁层200的另一端部209移动与一个磁畴(一个磁畴是一个比特)的长度相应的距离。通过重复磁畴壁运动和传送处理，可通过以一个方向移动磁畴来完成读操作。在读操作之后数据比特的顺序与读操作之前数据比特的顺序相同。
尽管图3A至图3C示出磁层200具有水平磁各向异性的情况，但是本发明可以等同地应用于磁层200具有垂直磁各向异性的情况。
写操作
将新数据写入第一数据存储装置的操作包括：使用写头WH将新数据写入到磁层200的一端部201(操作1’)，并且使用驱动装置400将磁层200的磁畴壁向另一端部209移动一个比特(操作2’)。可以依次执行操作1’和操作2’。
图4是根据本发明的另一实施例的使用磁畴壁运动的数据存储装置的截面示图。在图2和图4中，相同的标号指示相同的部件。参照图4，使用根据本发明的另一实施例的磁畴壁运动的数据存储装置(以下，称为“第二数据存储装置“)是第一数据存储装置的修改。
本质上，在第二数据存储装置中的磁层200、WH的位置和结构、RH的结构、第一分离层4的材料和电流控制器300与第一存储装置中的相同。然而，在第二数据存储装置中，可以在WH的附近的磁层200上形成RH。也就是说，可以提供RH和WH以分别与磁层200的一端部201附近的两个磁畴相应。可在读头RH和磁层200之间提供以与第一分离层4相同的材料形成的分离层4。
在第二数据存储装置中，可在RH和电流控制器300之间提供能够存储数据的堆栈存储器350。还可以提供连接到堆栈存储器350的数据控制器370。数据控制器370可改变存储在堆栈存储器350中的数据的顺序，或者可将新数据存储在堆栈存储器350中。
另外，第二数据存储装置中应用磁畴运动的能量的驱动装置400a不同于第一数据存储装置中的驱动装置。详细地说，第一数据存储装置中的驱动装置400可以是二极管。图2的驱动装置400仅以一个方向移动磁畴壁。然而，第二数据存储装置中的驱动装置400a可以任一方向移动磁畴。例如，驱动装置400a可包括第一晶体管和第二晶体管，并且可以连接到磁层200的任一端部中的一个。根据第一晶体管和第二晶体管的导通/截止状态来改变将施加的电流的方向。可对驱动装置400a进行各种修改，例如，可将第一晶体管和第二晶体管连接到磁层200的两端。
参照图4，下面将描述操作第二数据存储装置的方法。
读操作
图5A和图5B是用于解释第二数据存储装置的读操作的示图。参照图5A，当已经将数据写入磁层200时，在使用驱动装置400a将磁层200的磁畴壁向一端部201移动一个比特的同时，使用RH读取写入磁层200的数据。可在堆栈存储器350中存储从磁层200读取的数据。图5A显示在读取RH上磁层200的部分的数据并将其存储在堆栈存储器350中之后将电流施加于将磁畴壁移动一个比特单元的状态。
参照图5B，在使用驱动装置400a将磁层200的磁畴壁向另一端部209移动单位比特，使用WH和电流控制器300将存储在堆栈存储器350中的数据写入到磁层200中。存储在堆栈存储器350中的数据的输出顺序与输入顺序相反。也就是说，最后输入的数据需要被最先输出。尽管堆栈存储器350本身可以包括输入/输出顺序相关功能，但是连接到堆栈存储器350的数据控制器370可包括这种功能。图5B显示在将堆栈存储器350的数据的最后的比特写入磁层200的一端部201之后，将磁畴移动一个比特单元。写入磁层200的数据返回读操作开始之前的状态。
参照图5A和图5B，可以看出：除了WH所在的磁层200的一端部201之外的磁层200的全部区可以被用作数据记录区。尽管图5A和图5B示出磁层200具有水平磁各向异性的情况，但是本发明可以等同地应用于磁层200具有垂直磁各向异性的情况。
写操作
尽管没有示出，但是将新数据写入第二数据存储装置的操作包括：在不执行读操作的状态中将数据存储在堆栈存储器350中(操作1”)，并且在使用驱动装置400a将磁层200的磁畴壁向另一端部209移动一个比特单元的同时，使用WH和电流控制器300将存储在堆栈存储器350中数据写入磁层200(操作2”)。在操作1”中，使用数据控制器370将数据存储在堆栈存储器350中。
在第二数据存储装置中，除了WH所在的磁层200的部分(即，磁层200的一端部201)之外的磁层200的全部区可以被用作数据记录区。也就是说，磁层200的有效存储容量与物理存储容量几乎相同。尽管另外需要堆栈存储器350作为从磁层200读取的数据的临时存档，但是由于堆栈存储器350是小型的，并且可与多个磁层共同连接，因此对数据存储装置的整个记录密度仅有微小的影响。
如上所述，在根据本发明示例性实施例的数据存储装置中，磁层的有效存储容量与物理存储容量相同或基本相同。具体地，由于在第一数据存储装置中将磁层的另一端部的数据传送到一端部，因此在没有缓冲区的情况下仅以一个方向移动磁畴壁的同时，可执行读操作和写操作。因此，本发明可使用磁畴壁运动大大增加数据存储装置的记录密度。
另外，尽管在传统技术中，需要在读取之后将磁畴恢复到原始位置的操作，但是在本发明中，不需要这种消耗功率的操作，从而可降低功耗并且可增加数据读写速度。另外，由于在根据本发明的示例性实施例的数据存储装置中不重复推和拉磁畴壁的操作，因此可防止磁层的特性被破坏，从而可增加装置的寿命，并改善装置的可靠性。
此外，由于本发明的示例性实施例使用线性类型的磁层，因此可简化制造过程，并且可以实现装置的高密度和大容量。具体地，当在最低层上形成诸如二极管的驱动装置，并且在多层结构(例如，多层交叉点结构)中形成连接到驱动装置的磁层时，可容易地实现装置的高密度和大容量。
另外，由于本发明的示例性实施例可使用二极管作为用于磁畴壁运动的驱动装置，因此可简化装置的结构，并且可以以高电流进行数据存储装置的驱动，这样带来装置的商业化的优点。
尽管已经参照本发明的示例性实施例具体显示和描述了本发明，但本领域的技术人员应该理解，在不脱离由权利要求限定的本发明的精神和范围的情况下，可以对其进行形式和细节的各种改变。

Claims (20)

1.一种使用磁畴壁运动的数据存储装置，所述数据存储装置包括：
磁层，具有多个磁畴，并且用作数据存储装置的存储区；
写头，设置在磁层的一端部；
读头，读取写入磁层的数据；以及
电流控制器，连接到写头和读头，电流控制器被配置为将从读头获得的信息传送给写头。
2.如权利要求1所述的数据存储装置，其中，在磁层的另一端部设置读头。
3.如权利要求1所述的数据存储装置，其中，在与写头邻近的磁层的部分设置读头。
4.如权利要求1所述的数据存储装置，其中，写头是这样的结构，其中，依次布置第一电极、反铁磁层、铁磁层、分离层、磁层的所述端部和第二电极。
5.如权利要求4所述的数据存储装置，还包括：在磁层和写头之间的分离层。
6.如权利要求5所述的数据存储装置，其中，分离层是导电层。
7.如权利要求1所述的数据存储装置，其中，读头是这样的结构，其中，依次布置第一电极、反铁磁层、第一铁磁层、分离层、第二铁磁层和第二电极。
8.如权利要求1所述的数据存储装置，还包括：在磁层和写头之间的分离层。
9.如权利要求7所述的数据存储装置，其中，分离层是绝缘层或导电层。
10.如权利要求8所述的数据存储装置，其中，分离层是绝缘层或导电层，并且导电层的电阻大于磁层的电阻的10-100倍。
11.如权利要求1所述的数据存储装置，还包括：驱动装置，连接到磁层，并且提供能量，所述能量用于移动在所述多个磁畴的邻近磁畴之间的壁。
12.如权利要求1所述的数据存储装置，其中，磁层是线性磁层。
13.如权利要求1所述的数据存储装置，其中，在磁层的表面上形成多个凹口。
14.如权利要求2所述的数据存储装置，还包括：二极管，作为连接到磁层并且提供能量的驱动装置，所述能量用于移动在所述多个磁畴的邻近磁畴之间的壁。
15.如权利要求3所述的数据存储装置，其中，写头和读头每个都被设置以分别相应于彼此相邻的比特区。
16.如权利要求3所述的数据存储装置，还包括：堆栈存储器，连接到读头和电流控制器。
17.一种操作数据存储装置的方法，所述方法包括：
使用在磁层的一端部设置的读头读取磁层的所述端部的数据，在所述磁层的另一端部设置写头，所述磁层用作数据存储装置的存储区；
将磁层的磁畴壁向一端部移动与一个磁畴的长度相应的距离；以及
使用写头和连接到写头和读头的电流控制器将读取的数据写入到磁层的所述另一端部，电流控制器被配置为将从读头获得的信息传送给写头。
18.如权利要求17所述的方法，其中，依次重复：读取磁层的所述端部的数据，将磁层的磁畴壁向所述端部移动与一个磁畴的长度相应的距离，并且将读取的数据写入磁层的所述另一端部。
19.一种操作数据存储装置的方法，所述方法包括：
通过将磁层的磁畴壁向磁层的一端部移动与一个磁畴的长度相应的距离，使用在磁层设置的读头读取写入到磁层的数据，并且将从磁层读取的数据存储在连接到读头的堆栈存储器中，其中，磁层被用作数据存储装置的存储区；以及
通过将磁层的磁畴壁向磁层的另一端部移动与一个磁畴的长度相应的距离，使用在磁层的所述端部设置的写头和连接到写头和堆栈存储器的电流控制器将存储在堆栈存储器中的数据写入磁层，电流控制器被配置为经由堆栈存储器将从读头获得的信息传送给写头。
20.如权利要求19所述的方法，其中，在与写头邻近的磁层的部分提供读头。
CN2007101091900A 2006-09-29 2007-06-14 数据存储装置以及操作该数据存储装置的方法 Expired - Fee Related CN101154436B (zh)

Applications Claiming Priority (3)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020060096395 2006-09-29
KR1020060096395A KR100813270B1 (ko) 2006-09-29 2006-09-29 자구벽 이동을 이용한 데이터 저장 장치 및 그의 동작 방법
KR10-2006-0096395 2006-09-29

Publications (2)

Publication Number Publication Date
CN101154436A CN101154436A (zh) 2008-04-02
CN101154436B true CN101154436B (zh) 2012-08-08

Family

ID=39256025

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN2007101091900A Expired - Fee Related CN101154436B (zh) 2006-09-29 2007-06-14 数据存储装置以及操作该数据存储装置的方法

Country Status (4)

Country Link
US (1) US7782663B2 (zh)
JP (1) JP5165297B2 (zh)
KR (1) KR100813270B1 (zh)
CN (1) CN101154436B (zh)

Families Citing this family (28)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR100829576B1 (ko) * 2006-11-06 2008-05-14 삼성전자주식회사 자구벽 이동을 이용한 데이터 저장 장치 및 그의 동작 방법
KR100785033B1 (ko) * 2006-12-06 2007-12-12 삼성전자주식회사 자구벽 이동을 이용한 정보 저장 장치 및 그 제조방법
KR101288477B1 (ko) * 2007-08-10 2013-07-26 삼성전자주식회사 자구벽 이동을 이용한 정보 저장 장치
EP2073213B1 (en) * 2007-12-20 2011-01-26 Samsung Electronics Co., Ltd. Data storage device using magnetic domain wall movement and method of operating the data storage device
KR101431761B1 (ko) * 2008-06-24 2014-08-21 삼성전자주식회사 정보저장장치 및 그의 동작방법
US8228706B2 (en) * 2008-07-07 2012-07-24 International Business Machines Corporation Magnetic shift register memory device
KR101466237B1 (ko) 2008-07-14 2014-12-01 삼성전자주식회사 자구벽 이동을 이용한 정보저장장치 및 그 동작방법
US7626844B1 (en) * 2008-08-22 2009-12-01 International Business Machines Corporation Magnetic racetrack with current-controlled motion of domain walls within an undulating energy landscape
JP4640486B2 (ja) * 2008-10-16 2011-03-02 ソニー株式会社 情報記憶素子、及び、情報記憶素子における情報書込み・読出し方法
JP4640489B2 (ja) * 2008-10-20 2011-03-02 ソニー株式会社 情報記憶素子、及び、情報記憶素子における情報書込み・読出し方法
GB2465369B (en) * 2008-11-13 2011-01-12 Ingenia Holdings Magnetic data storage device and method
KR101488832B1 (ko) * 2008-12-01 2015-02-06 삼성전자주식회사 자구벽 이동을 이용한 정보저장장치 및 그의 동작방법
US7551469B1 (en) * 2009-01-05 2009-06-23 Internationa Business Machines Corporation Unidirectional racetrack memory device
KR101535461B1 (ko) 2009-01-06 2015-07-10 삼성전자주식회사 자성구조체를 포함하는 정보저장장치와 그의 제조 및 동작방법
US8406029B2 (en) 2009-02-17 2013-03-26 Samsung Electronics Co., Ltd. Identification of data positions in magnetic packet memory storage devices, memory systems including such devices, and methods of controlling such devices
US8050074B2 (en) * 2009-02-17 2011-11-01 Samsung Electronics Co., Ltd. Magnetic packet memory storage devices, memory systems including such devices, and methods of controlling such devices
US8279667B2 (en) * 2009-05-08 2012-10-02 Samsung Electronics Co., Ltd. Integrated circuit memory systems and program methods thereof including a magnetic track memory array using magnetic domain wall movement
US8374052B2 (en) 2009-05-08 2013-02-12 Samsung Electronics Co., Ltd. Information storage devices using magnetic domain wall movement and methods of operating the same
US8331125B2 (en) * 2009-08-26 2012-12-11 International Business Machines Corporation Array architecture and operation for high density magnetic racetrack memory system
KR101598831B1 (ko) * 2009-10-14 2016-03-03 삼성전자주식회사 자기저항소자, 이를 포함하는 정보저장장치 및 상기 정보저장장치의 동작방법
JP2011123943A (ja) * 2009-12-10 2011-06-23 Nippon Hoso Kyokai <Nhk> 磁気記録媒体再生装置、磁気記録媒体、および、磁気記録媒体再生方法
US8164940B2 (en) * 2009-12-15 2012-04-24 Hitachi Global Storage Technologies Netherlands, B.V. Read/write structures for a three dimensional memory
US9123878B2 (en) * 2013-09-09 2015-09-01 Kabushiki Kaisha Toshiba Magnetic memory device utilizing magnetic domain wall motion
CN104575582B (zh) * 2013-10-21 2018-05-04 华为技术有限公司 一种存储单元、存储器及存储单元控制方法
CN105244043B (zh) * 2014-07-11 2018-09-21 华为技术有限公司 磁性存储轨道和磁性存储器
JP2018022795A (ja) * 2016-08-04 2018-02-08 株式会社東芝 磁気メモリ
JP2018147966A (ja) * 2017-03-02 2018-09-20 東芝メモリ株式会社 磁気メモリおよび磁気メモリアレイ
JP2021072318A (ja) * 2019-10-29 2021-05-06 三星電子株式会社Ｓａｍｓｕｎｇ Ｅｌｅｃｔｒｏｎｉｃｓ Ｃｏ．，Ｌｔｄ． 磁気メモリ素子及び磁気メモリ装置

Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US3940750A (en) * 1973-03-26 1976-02-24 International Business Machines Corporation Wall topology storage system
CN1426065A (zh) * 2001-03-19 2003-06-25 三星电子株式会社 磁随机存取存储器及其制造方法
CN1612262A (zh) * 2003-10-14 2005-05-04 国际商业机器公司 在未构图的连续磁层中存储数据的系统和方法
CN1691200A (zh) * 2004-02-25 2005-11-02 国际商业机器公司 制作磁移位寄存器式存储器装置中使用的数据磁道的方法
CN1819023A (zh) * 2004-12-04 2006-08-16 国际商业机器公司 对带可移位数据列的磁移位寄存器传送数据的系统及方法

Family Cites Families (13)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
GB1090921A (en) 1963-09-10 1967-11-15 English Electric Co Ltd Information storage devices
US3369225A (en) * 1964-05-05 1968-02-13 Lab For Electronics Inc Thin film shift register
JPH0778987B2 (ja) 1987-07-02 1995-08-23 キヤノン株式会社 ブロッホラインメモリ及びその情報転送方法
US6631055B2 (en) * 2001-06-08 2003-10-07 International Business Machines Corporation Tunnel valve flux guide structure formed by oxidation of pinned layer
JP2003030812A (ja) 2001-07-17 2003-01-31 Hitachi Ltd 磁気記録媒体および磁気記録装置
EP1310962A1 (en) 2001-11-08 2003-05-14 Hitachi Ltd. Magnetic memory cell
US6834005B1 (en) * 2003-06-10 2004-12-21 International Business Machines Corporation Shiftable magnetic shift register and method of using the same
US20050110004A1 (en) * 2003-11-24 2005-05-26 International Business Machines Corporation Magnetic tunnel junction with improved tunneling magneto-resistance
JP2006005308A (ja) * 2004-06-21 2006-01-05 Victor Co Of Japan Ltd 不揮発性磁気メモリ
JP2006237183A (ja) * 2005-02-24 2006-09-07 Internatl Business Mach Corp <Ibm> 磁気シフト・レジスタ・メモリ・デバイスにおいて用いるデータ・トラックの製造方法
JP2006287081A (ja) 2005-04-04 2006-10-19 Fuji Electric Holdings Co Ltd スピン注入磁区移動素子およびこれを用いた装置
KR100763910B1 (ko) 2006-02-23 2007-10-05 삼성전자주식회사 마그네틱 도메인 드래깅을 이용하는 자성 메모리 소자
JP4969981B2 (ja) * 2006-10-03 2012-07-04 株式会社東芝 磁気記憶装置

Patent Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US3940750A (en) * 1973-03-26 1976-02-24 International Business Machines Corporation Wall topology storage system
CN1426065A (zh) * 2001-03-19 2003-06-25 三星电子株式会社 磁随机存取存储器及其制造方法
CN1612262A (zh) * 2003-10-14 2005-05-04 国际商业机器公司 在未构图的连续磁层中存储数据的系统和方法
CN1691200A (zh) * 2004-02-25 2005-11-02 国际商业机器公司 制作磁移位寄存器式存储器装置中使用的数据磁道的方法
CN1819023A (zh) * 2004-12-04 2006-08-16 国际商业机器公司 对带可移位数据列的磁移位寄存器传送数据的系统及方法

Also Published As

Publication number Publication date
US20080080092A1 (en) 2008-04-03
US7782663B2 (en) 2010-08-24
JP5165297B2 (ja) 2013-03-21
JP2008091002A (ja) 2008-04-17
CN101154436A (zh) 2008-04-02
KR100813270B1 (ko) 2008-03-13

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN101154436B (zh) 数据存储装置以及操作该数据存储装置的方法
CN101145571B (zh) 采用磁畴壁移动的存储器装置
CN101178929B (zh) 利用磁畴壁移动的数据存储装置及其操作方法
KR101584099B1 (ko) 자성층을 구비한 트랙 및 이를 포함하는 자성소자
US7710757B2 (en) Magnetic track using magnetic domain wall movement and information storage device including the same
CN101145597B (zh) 采用磁畴壁移动的存储器装置
KR101430170B1 (ko) 자구벽 이동을 이용한 정보저장장치의 구동방법
KR20110040460A (ko) 자기저항소자, 이를 포함하는 정보저장장치 및 상기 정보저장장치의 동작방법
JP5613402B2 (ja) 磁壁移動を利用した情報保存装置、及び磁壁移動を利用した情報保存装置の動作方法
US7924594B2 (en) Data writing and reading method for memory device employing magnetic domain wall movement
KR100873637B1 (ko) 자기장 인가부를 이용한 자구벽 이동 장치 및 이를 이용한메모리 장치
CN102916123A (zh) 具有多电平的磁阻存储装置及其驱动方法
CN101552033B (zh) 磁性存储装置及其驱动方法和信息写入读取方法
US8164939B2 (en) Magnetic shift register memory
EP2299451B1 (en) Data storage device using magnetic domain wall movement and method of operating the data storage device
JP2021072318A (ja) 磁気メモリ素子及び磁気メモリ装置
KR101698931B1 (ko) 자성트랙 및 이를 포함하는 정보저장장치
KR20100099570A (ko) 데이터 저장장치 및 그 동작방법

Legal Events

Date Code Title Description
C06 Publication
PB01 Publication
C10 Entry into substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination
C14 Grant of patent or utility model
GR01 Patent grant
CF01 Termination of patent right due to non-payment of annual fee

Granted publication date: 20120808

Termination date: 20140614

EXPY Termination of patent right or utility model