SU1083230A1 - Переключатель цилиндрических магнитных доменов - Google Patents

Abstract

ПЕРЕКЛЮЧАТЕЛЬ ЦИЛИНДРИЧЕСКИХ МАГНИТНЫХ ДОМЕНОВ, содержащий магнитоодноосную пленку, на которой расположены параллельно входной канал продвижени  цилиндрических магнитных доменов из С- и Т-образных пермаллоевых аппликаций, выходной канал продвижени  цилиндрических магнитных доменов из С-образных пермаллоевых аппликаций и токопровод ща  шина, выполненна  в одном слое с пермаллоевыми аппликаци ми каналов продвижени  цилиндрических магн1 ных доменов и размещенна  между ними, отличающийс  тем, что, с целью снижени  потребл емой мощности, он содержит в выходном канале продвижени  цилиндрических магнитных доменов дополнительную Т-образную пермаллоевую аппликацию, расположенную зеркально по отношению к Т-образной пермаллоевой аппликации входного канала продвижени  цилиндрических магнитных доменов, и дополнительную токопровод щую шину, расположенную между каналами продвижени  цилиндрических магнитных доменов параллельно токопровод щей шине, причем токопровод ща  и дополнительна  токопровод ща  шины гальванически св заны с прилежащими кра ми верхней и соответствующей боковой перемычек соответственно Т-образной пермаллоевой S аппликации входного канала продвижени  цилиндрических магнитных доменов и до (Л полнительной Т-образной пермаллоевой аппликации выходного канала продвижени  цилиндрических магнитных доменов. оо оо ю со

Description

Изобретение относитс  к вычислительной технике и может быть использовано при построении запоминающих устройств на цилиндрических магнитных доменах (ЦМД).

Известен переключатель ЦМД, содержащий входной и выходной каналы продвижени  доменов, образованные из пермаллоевых аппликаций Т-, У- и J-образной формы, и. токопровод щую шину, выполненную в одном слое с пермаллоевыми аппликаци ми каналов продвижени  ЦМД. Причем токопровод ща  шина пересекает У-образную аппликацию входного канала, образу  над шиной пермаллоевый выступ, магнитосв занный с аппликаци ми входного канала. Продвижение ЦМД по У-образной аппликации входного канала осуществл етс  при наличии в управл ющей шине импульса тока такой пол рности, при которой в шине, со стороны пермаллоевого выступа, создаетс  магнитное поле, отталкивающее домен. Это поле нейтрализует прит гивающий полюс выступа и преп тствует продвижению домена на вершину этого выступа. Продвижение ЦМД по входному каналу осуществл етс  только при подаче в управл ющую ши,ну импульса тока длительностью не менее половины периода управл ющего пол  Нуу 1.

Недостатками данного устройства  вл ютс  узка  область устойчивой работы, св занна  с критичностью функциональных зазоров между T-,J - и У-образными аппликаци ми и трудностью технологического выполнени  пермаллоевого выступа У-образной аппликации в устройствах с диаметром менее 2 мкм; ограниченность функциональных возможностей переключател  (возможна только операци  переключени  ЦМД без реплицировани ); отсутствие возможности использовани  переключател  в доменных накопител х с повышенной плотностью записи информации в св зи с ограниченностью размеров поперечного сечени  управл ющей шины, св занной с электромиграционной стойкостью материала шины; повышенное энергопотребление, св занное с высоким электрическим сопротивлением управл ющей шины.

Наиболее близким по технической сущности к предлагаемому  вл етс  переключатель ЦМД, содержащщий магнитоодноосную пленку, на которой расположены входной канал продвижени  ЦМД, образованный С- и Т-образными пермаллоевыми аппликаци ми , выходной канал продвижени  ЦМД, содержащий С-образные пермаллоевые аппликации, и токопровод ща  шина, выполненна  в одном слое с аппликаци ми каналов продвижени  ЦМД. Токопровод ща  шина выполн ет функции раст жени , переключени  и реплицировани  информационных доменов. Переключение или реплицирование ЦМД проводитс  с помощью предварительного раст жени  доменов на Т-образной аппликации входного канала при подаче в управл ющую шину импульса тока такой пол рности, при которой созданное в зоне переключени  магнитное поле раст гивает домен 2.

Однако известный переключатель ЦМД обладает недостатком, св занным с малой областью устойчивой работы в режиме переключени  ЦМД. Переключение ЦМД возможно только при низких пол х смещени  Нем .При больших пол х Нем дл  переключени  ЦМД требуетс  подавать в управл ющую щину импульс тока высокой амплитуды , так как наводимый внешним полем управлени  Нгу .прит гивающий домен магнитный полюс на С-образной аппликации недостаточен, чтобы захватить и раст нуть домен с Т-образной аппликации на С-аппликацию . В результате этого даже при выборе оптимального рассто ни  между С- и Т-образными аппликаци ми при повышенном поле Ньч и, соответственно, повышенной ам0 плитуде тока в шине ЦМД не переключаетс  в выходной канал, а коллапсирует в зоне переключени . Этот недостаток  вл етс  существенным при работе переключател  совместно с другими функциональными узлами доменного накопител , поскольку обща  область устойчивой работы накопител  в об .ласти высоких полей смещени  резко снижаетс  (почти на 50%; по сравнению с генератором и датчиком считывани  ЦМД).

Проход щие по управл ющей шине им пульсы тока высокой амплитуды, создающие требуемое магнитное поле дл  раст жени , переключени  и реплицировани  ЦМД, ограничивают (в сторону уменьшени ) реальные размеры сечени  управл ющей шины . Этот недостаток снижает надежность устройств с малыми размерами ЦМД, в которых сечение управл ющей шины не обеспечивает прохождение импульсов тока требуемой плотности. Необходимость использовани  управл ющих импульсов тока высокой

0 амплитуды в области повышенных полей смещени  при раст жении, переключении и реплицировании ЦМД приводит к значительному повышению потребл емой мощности перекл1ючател -репликатора .

Цель изобретени  - снижение мощности , потребл емой переключателем ЦМД.

Поставленна  цель достигаетс  тем, что переключатель ЦМД, содержащий магнитаодноосную пленку, на которой расположены параллельно входной канал продвижени 

Q ЦМД из С- и Т-образных пермаллоевых аппликаций , выходной канал продвижени  ЦМД из С-образных пермаллоевых аппликаций и токопровод ща  шина, выполненна  в одном слое с пермаллоевыми аппликаци ми каналов продвижени  ЦМД и раз5 мещенна  между ними, содержит в выходном канале продвижени  ЦМД дополнительную Т-образную пермаллоевую аппликацию, расположенную зеркально по отношению к

Т-образной пермаллоевой аппликации входного канала продвижени  ЦМД, и дополнительную токопровод щую шину, расположенную между каналами продвижени  ЦМД параллельно токопровод щей шине, причем токопроВод ща  и дополнительна  токопровод ща  шины гальванически св заны с прилежаш .ими кра ми верхней и соответствующей боковой перемычки соответственно Т-образной пермаллоевой аппликации входного канала продвижени  ЦМД и дополнительной Т-образной пермаллоевой аппликации выходного канала продвижени  ЦМД.

На фиг. 1 изображена конструкци  переключател  ЦМД; на фиг. 2 и 3 - последовательные стадии перехода ЦМД из входного в выходной канал продвижени  ЦМД.

Устройство содержит магнитоодноосную пленку 1, на которой расположены параллельно выходной 2 и входной 3 каналы продвижени  ЦМД из С-образных 4, Т-образной 5 и дополнительной Т-образной 5 пермаллоевых аппликаций, токопровод ш,а  6 и дополнительна  токопровод ш.а  7 шины, гальванически св занные с аппликаци ми 5 и 5 соответственно.

Вектор управл ющего пол  8 вращаетс  в плоскости пленки 1 по часовой стрелке.

Цереключатель ЦМД работает в следующих режимах.

Режим реплицировани  ЦМД.

На фиг. 2 а-д показано расположение информационных ЦМД во входном и выходном каналах продвижени  ЦМД. Цри положении вектора управл ющего пол  Нуу, показанном на фиг. 2а и б, информационный домен Д движетс  по Т-образной аппликации 5 входного канала 3. Цри незначительном дальнейшем повороте вектора пол  Hvy (фиг. 20) в токопровод щие шины подаютс  короткие (0,1-0,2 мкс) импульсы тока ij и i с равной амплитудой (40-45 мА) и такой пол рности , при которой между двум  шинами создаетс  магнитное поле, раст гивающее домен Д,. Раст нутый домен Д одним концом захватываетс  прит гивающим полюсом Т-образной аппликации 5 выходного канала , а другим концом жестко фиксируетс  прит гивающим полюсом Т-образной аппликации 5 входного канала. Цричем прит гивающие ЦМД магнитные полюса Т-образных аппликаций обоих каналов значительно усиливаютс  за счет гальванической св зи этих аппликаций токопровод щими шинами , расположенными параллельно направлению вектора управл ющего пол  (фиг. 2в). Така  взаимосв зь токопровод щих щин и аппликаций, позвол юща  сблизить между собой Шины и усилить прит гивающие полюса аппликаций, значительно облегчает режим раст жени  доменов между каналами и обеспечивает надежное фиксирование раст нутого домена на аналогичных аппликаци х обоих каналов.

При незначительном повороте вектора пол  Нуу от направлени , показанного на фиг. 2г, в управл ющие шины подаютс  короткие (50-100 не) импульсы тока обратной пол рности, при которой раст нутый домен Д реплицируетс  (разрезаетс ) на два домена: Д и Д. Цри дальнейшем повороте вектора пол  Нуу (фиг. 2() домен Д дви10 жетс  по аппликаци м.входного канала 3, а домен Д - по аппликаци м выходного канала 2. Следует отметить, что созданные пазы между вершинами Т-образных аппликаций и токопровод щими щинами обоих каналов обеспечивают надежное продвиже ние доменов через токопровод щие шины, гальванически св занные с Т-образными аппликаци ми .

На фиг. 2е показана фазова  диаграмма импульсов тока ij и i, проход щих по упQ равл ющим шинам в режиме раст жени  ЦМД и реплицировани  раст нутого домена.

Режим переключени  ЦМД. На фиг. 3 а-г показано расположение информационных доменов во входном и выход5 ном каналах продвижени  ЦМД. Цри положении вектора управл ющего пол  , показанном на фиг. За информационный домен Д раст гиваетс  по верщине и выступу Т-образной аппликации входного канала. Цри направлении вектора , показанном на фиг. 3 б и в, в управл ющие шины подаютс  длинные (равные почти половине периода вращени  пол  ) импульсы тока i и ij с одинаковой амплитудой (20 мА) и такой пол рности, при которой домен Д раст гиваетс  между щинами и прит гиваетс  к полюсу Т-образной аппликации 5 выходного канала. Цри дальнейшем вращении вектора пол  домен Д переключаетс  на Т-образную аппликацию 5 выходного канала (фиг. Зв), так как продвижению

0 домена Д по Т-образной аппликации 5 входного канала преп тствует магнитное поле с внешней стороны щины, а затем продолжает продвигатьс  по Т-образной аппликации 5 выходного канала (фиг. Зг).

На фиг. 3(3 показана фазова  диаграм5 ма импульсов тока i и i, проход щих по управл ющим щинам в режиме переключени  ЦМД из входного в выходной канал. Величины управл ющих импульсов тока, приводимые выше, соответствуют устройст- вам, выполненным на магнитоодноосной пленке кальций-германиевбго граната с ЦМД диаметром 1 мкм, полем коллапса HO 300-320Э и намагниченностью насыщени  4FMs. 640-680 Гс.

Снижение потребл емой мощности пред5 лагаемого переключател  ЦМД осуществл етс , во-первых, уменьшением в 2 раза по сравнению с прототипом амплитуды управл ющих импульсов тока, необходимых дл 

создани  требуемого магнитного пол  раст жени , реплицировани  и переключени  ЦМД, за счет введени  в устройство дополнительной шины, во-вторых, при прочих равных услови х, увеличением в 3 раза магнитного пол  от двух шин в зоне переключени  ЦМД за счет введени  новой св зи между токопровод щими шинами и Т-образными аппликаци ми обоих каналов, котора  позволила уменьшить в 3 раза рассто ние между шинами; в-третьих, уменьшением в 1,5 раза амплитуды импульса тока, необходимого дл  раст жени  ЦМД, за счет значительного усилени  магнитных полюсов Т-образных аппликаций каналов при параллельном расположении токопровод щих шин относительно направлени  вектора пол  ., при котором производитс  раст жение домена; в-четвертых , уменьшением амплитуды импульса тока, необходимого дл  реплицировани  раст нутого домена, за счет сильного отталкивающего домен магнитного пол  на Т-образной аппликации входного канала.

Предлагаемый переключатель ЦМД выполней в одном слое пермалло , не требуюш ,ем сложной технологической операции совмешени  и может быть применен в доменных накопител х большой емкости с ЦМД диаметром 1 мкм и менее.

1- I

Claims (1)

1. ПЕРЕКЛЮЧАТЕЛЬ ЦИЛИНДРИЧЕСКИХ МАГНИТНЫХ ДОМЕНОВ, содержащий магнитоодноосную пленку, на которой расположены параллельно входной канал продвижения цилиндрических магнитных доменов из С- и Т-образных пермаллоевых аппликаций, выходной канал продвижения цилиндрических магнитных доменов из С-образных пермаллоевых аппликаций и токопроводящая шина, выполненная в одном слое с пермаллоевыми аппликациями каналов продвижения цилиндрических магнйтных доменов и размещенная между ними, отли- чающийся тем, что, с целью снижения потребляемой мощности, он содержит в выходном канале продвижения цилиндрических магнитных доменов дополнительную Т-образную пермаллоевую аппликацию, расположенную зеркально по отношению к Т-образной пермаллоевой аппликации входного канала продвижения цилиндрических магнитных доменов, и дополнительную токопроводящую шину, расположенную между каналами продвижения цилиндрических магнитных доменов параллельно токопроводящей шине, причем токопроводящая и дополнительная токопроводящая шины гальванически связаны с прилежащими краями верхней и соответствующей боковой перемычек соответственно Т-образной пермаллоевой аппликации входного канала продвижения цилиндрических магнитных доменов и до- I_ полнительной Т-образной пермаллоевой аппликации выходного канала продвижения |д цилиндрических магнитных доменов. II

   Г л г | “θ юрл □ 7 а. ---Z ^г л 1 6 ----/----- <__-