TW200306536A - Data storage device - Google Patents
Data storage device Download PDFInfo
- Publication number
- TW200306536A TW200306536A TW92105590A TW92105590A TW200306536A TW 200306536 A TW200306536 A TW 200306536A TW 92105590 A TW92105590 A TW 92105590A TW 92105590 A TW92105590 A TW 92105590A TW 200306536 A TW200306536 A TW 200306536A
- Authority
- TW
- Taiwan
- Prior art keywords
- magnetic
- magnetic field
- data
- storage device
- scope
- Prior art date
Links
Classifications
-
- 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
- G11C19/0816—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 a rotating or alternating coplanar magnetic field
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B82—NANOTECHNOLOGY
- B82Y—SPECIFIC USES OR APPLICATIONS OF NANOSTRUCTURES; MEASUREMENT OR ANALYSIS OF NANOSTRUCTURES; MANUFACTURE OR TREATMENT OF NANOSTRUCTURES
- B82Y10/00—Nanotechnology for information processing, storage or transmission, e.g. quantum computing or single electron logic
-
- 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
- G11C2213/00—Indexing scheme relating to G11C13/00 for features not covered by this group
- G11C2213/70—Resistive array aspects
- G11C2213/81—Array wherein the array conductors, e.g. word lines, bit lines, are made of nanowires
Description
200306536 玖、發明說明: 【發明所屬之技術領域】 本發明係關於一種用以枝左叙7 用以储存數位資訊(例如電腦檔牵 數位音樂以及數位視訊等)的資 田案、 叙明係關於能夠無限次地寫 本 裝置。 气八貝枓及項回資料的資料儲存
L无丽技術J 近年來已經有非常多的資 作為各種數位資料儲存 。一衣置知用各種的介質 後可適應於各種的操作特二;::储存裝置經過設計之 度、寫入/覆寫能力、長徵包括容量、存取迷 存在或不存在時)、尺寸 隹持貧料的能力(於電力 吾人熟知的資料儲存裝置用:生括:攜性及類似的特徵。 儲存體、以及光碟儲 二括磁儲存體、磁式硬碟 存容量及非常快的資料存取=儲存體皆可提供極佳的儲 快速寫入與覆寫應用中:又’而且皆可適應於資料的 ,該移動部件的形式為機電 需要具備移動部件 此-來便限制了採用此資心介;式讀取頭。如 程度,並且限制了該 、之袁置進打微型化的 在任何的儲存穿置、门辰動婊境下的實用性。雖然 ,然而所採用的財咖儲存的關鍵所* 基板進行精密控制的特性。因此:、此以對任何支撐 裝置的表面,ΓΓΓ儲存體皆要求該讀取頭去存取該 來便限制了該裝置的設計自由度。 200306536 【發明内容】 本發明的一R U " 種用途的可替換的:一種可於任何環境中提供各 可微型化;及/=位嶋,存裝置’舉例來說,尤其是 及貼片或類似J穿置中、匕衣置(例如智慧卡、識別標籤 可使用於高振動;,或可併入軟性基板;及/或 造成本等。%兄中;及/或簡單的製造方式及便宜的製 本發明的一項 存數位資料的資料 資料及讀回資料。 特殊目的係提供一種可精簡且有效地儲 儲存裝置,以便能夠能夠無限次地寫入 存數;艮據本發明’其提供-種以可讀取的形式來儲 資料儲例如電腦槽案、數位音樂以及數位視訊等)的 記情雕子—衣置’丨包括一個以上的(明確地說應該是複數個 3 、《-件每個圯憶體元件皆包括一能夠維持且傳導被 :成方、連績傳導執之中的磁域護壁的平面磁導管,其 每條連續軌些目# s . /、 白具備至少一個反轉節點,選擇性地可有複數 個反韓筋mu ”、、’且特別地可有非常多個反轉節點。於適當的 夕卜力σ石兹場你ra 、 合 用下’沿者該導管傳導的磁域護壁之磁化方向 曰在忒等反轉節點處改變方向,明確地說,實質上其磁化 方向係被反轉。 ^ V I都係被形成於_條連續的傳導軌之中。慣例 條士管係形成一封閉迴路,以包括此連續的傳導軌 此迎路具備至少一個反轉節點,選擇性地可有複數個反 轉節點, ”、、’且特別地可有非常多個反轉節點。根據下面概述 200306536 的機制方戎 便可於該封閉迴路φ方 ,該條磁路中束遞达育井斗。有些時候 —吕並不會構成由多個 閉迴路· & θ 汉轉即點所組成的整個封 ’而疋由多個反糖銘 於兩個端點 ",斤、、且成的直線鏈路,且具有 而點之間傳送資料 _ 看似封^ 、 、 ,因此資料仍然能夠繞著 々以钉閉的迴路而循環,舉 可 一資料寫入#備·兮έ °邊鏈路其中一端包括 口又備,该鍵路的另_ ^ 以及包括—額外的電 :::括-資料讀取設備; 資料回饋至該鏈路的輸入端子方式從該鍵路的輸出端將 ^貝例上,該等反轉節點 徵,其經栝垓钕吕的結構及形狀的特 會變化的從^ 、、田的外加磁場作用下(例如方向 令途%,明確地說係猶 磁化方向便會發生改變,較佳的:=·),磁域傳導的 質反轉的變化。 “在磁化方向中產生實 然而有必要做到,導瞢 變化,同0士六7 / 向/、磁域護壁傳導方向發生 5寸在任何位置點都不奋 m lL ㈢仏成明顯的不連續現象。 口此’於該反轉節點區域中式 、 ^ m 4, ^ 或匕έ該反轉節點的區域中的 結構特徵必須能夠在不必於 列變π ΠΓ 等v方向中產生任何明顯的劇 .^ 9兹化方向發生變化,最好俜合 在磁化方向中產生實質反轉的變化。 s 於較佳的實施例中,反輳 4沾每所 轉即點包括於該反轉節點所發 生的Α貝磁化方向反轉。較佳 S絲# 佺的係,於該條導管中具備的 反轉郎點包括一部份,於該部 、μ。伤中方向會與原來的路徑不 冋,而後方向又會改變回到原 ^ 席;的路牷中,因此於該偏離 的邛份中並不會有直接的傳莫 得導路控。明確地說,偏離包括 200306536 與原來的路徑產生9〇。的 的路徑所發生的偏離較佳 逐漸發生偏離。 偏離。基於上述的理由,與原來 的係沿著該條導管執,隨著距離 舉例來說,該反轉節點於該導 線部 構〇 ,明石έ从〜甘士人 塔、、、口構中包括一擺 確“其方向朝内,或是與此結構等效的括樸:: 較佳的係’每個迴路中皆具備 此根據本發明之梦w鈐社ΑΑ〆a 種4線部。因 的磁性導管,每條磁性 封閉迴路中 〆 守 包括禝數個擺線,哕笙挪μ 係用以急劇的方式於通過i -寺扰線 在古a c ±± 域護壁的磁化方向中產 士方向反轉,當該等磁域護壁沿著本發明的導 日寸,可在適當的ψ勒路+e 仃傳導 的驅動磁场作用下以該等擺 較佳的係,每個擺線皆具有一轉向半徑,/轉::。 該導管寬产的二拉$丄/ /、+搜介於 、又仑至十倍之間。較佳的係, 過該等擺線時,該等押结杨^廿 $凌壁通 變,㈣ 便可對其磁化μ造成實質的改 又,例如,180。的反轉。 又 槿根據本發明,在控制磁場的作用下,該磁性導管的竿 冓必須能夠維持且傳導一磁 一 〃、 管去β /备山、土士 奴木呪,该磁性導 ,、連績的磁性材料連續執所組成的。因此,根據本 發明之裝置内的迴路較佳的係包括磁性線路,明確=本 -般,是位於適用基板之上的平面磁性線路。 ,此,"亥貧料儲存裝置會使用到數條的平面磁性導管( 路。『兹’生線路)’其形狀較佳的係由擺線所組成的封閉迴 月崔地"兒,本發明採用的係磁奈米級的技術,本裝置 200306536 包含數條平面的磁性太半令 〖生不赤線路,邊寺奈米線路較佳的係形 '擺線所組成的複數個封閉迴路之中。 、,該等平面的磁性奈㈣路的寬度較佳的係小於_, 任何適用的基板之上。就採用細窄的奈米級 置而言’該等奈米線路的寬度必須在該等裝置的 2存谷讀製造成本及複雜度之間作取捨。然而,如果該 1置所採用的線路超 人 _ ,Α α木的店,便非常不實用;對目 刖的線路製作技術而言,5〇nm可处Η处 ^ . 此疋犯夠達到省錢目的的 :/:=改Γ特別強調的係,技術實務上並無任何的限 的裝置工 的製作技術將可進-步地微型化採用本發明 该等線路會被放置在由 上。線路⑽# 在㈠m專層所構成的基板之 、:路的厂予度必須經過最佳化,以達 此’而且厚度大體上係寬:佳的效 -般都係線路寬度的四十八之 月““’線路厚度 2麵,較佳的係不“ Γ線路厚度通常都不小於 於25_。 、3_。貫務上’線路厚度不可能大 該等線路可利用光學微影㈣技術、 技:、微接觸印刷技術、電子束微 二:= 由磁性材料所構成,例如透磁合金(%。乍^線路係 任何其它軟性磁性材料。 2(3或C〇Fe,或 知用上述反轉卽點的資料館存裝置必須 化的合宜磁場(明石盒沾〜、 、广力方向會變 (確地"應該係循環變化的磁場),下面將 200306536 會更坪細地說明施加該磁場的作業 讓該反轉飭勁豆古却柃^ ^寺作業方式可 上反轉n ’ ’、 D,思、功能。提供複數個各採用—個以 狀的方^㈣料_可讓本發明的請儲存裝置心 狀的方式依序地儲存資料。 衣 可以無限次地將資料寫入本發明的 地將該資料綠w。溆讲册 I立無限次 係,本發明:並使用、至/儲存體或磁式硬碟儲存體不同的 存-晋“ 動部件。因此’本發明的資料儲 中衣:易進打微型化處理,且可使用於高振動的環境 ΓίΓ的原理非常簡單,其製造成本亦相當低廉:: 虽本發明的資料儲存裝置不使用日夺,亦不需要電力: 維持其記憶體之中的資料。 Μ 本舍明使用數個諸如平面磁性線路的磁性導管。 平面線路係形成於部份的基板之上,不過與微電子式^ 體不同的係’此基板與料置的電子操作或磁性操作毫Ζ 2 =基板基本上僅係提供機械支撐。仍然可以採用慣 用的石夕基板,不過因為並不需要使用到該基板的功能,所 以亦可使用石夕以外的材料,例如玻璃或塑料。t亥等材料範 例包括聚亞酸胺’例如Kapton、聚對苯二甲酸乙二酉旨或 Mylar型的材料、醋酸纖維、聚甲基丙烯酸甲酯或其它材 料塑料基板的優點係成本低、製作方式簡單,並且還可 以提供機械彈性,以便讓本發明可適合整合於塑膠卡片(例 如智慧卡)或布料之中。 與光碟、磁帶儲存體以及磁式硬碟儲存體不同的係, 因為不必以機械方式接取本發明的表面,所以可以將大量 200306536 的基板互相堆疊在頂端上面,形成一個三維的立方記憶體 本發明的面儲存密度極為適中,高於磁帶儲存體,但 低於磁式硬碟儲存體。必要時,讀取資料及寫入資料的速 率非常地快速,甚至高於硬碟機的速率。不過,本發明係 以ϊ衣狀的s iU友序地儲n料,所以對特η料區塊的存 取%•間相*的⑻’因而使得本發明對於直接取代電腦中所 使用的主硬碟機而言,仍有限制。 國際專利申請案第PCT/GB()1/_2號便係基於上述觀 點來申請及開發c〇wburn& Welland紙材的原王里,該案敛 述的係如何以奈米級的磁性材料點所組成的鏈路(或奈米級 的平面磁性線路)來建構數位邏輯電路。明確地說,便是說 明本發明圖1所示的磁性NOT閘極。 2丨巾’箭頭代表的係用以構成㈣極之磁 向反轉。 相極的中間結構將來自左方的磁化方 呤壯坦Α τ π…月〜刀阿I隨著時間方 6亥衣置的平面中進行循環。 任何的操作理論,不 月的▲置並不… 等向特性,該線路中的::方:因為磁性形狀的辦 的長轴方向中。此音丄::向—般都會被傷限於該線路 士所 心明者會有兩種可能的磁化方而,门 本貝上便存在著二進制的表示特性。藉 …因此 該線路掃過一磁域$ @ a卜加的磁場沿著 循環的本質意謂著可 方向。外加磁場 仕角洛附近貫現磁域護壁。 200306536 本心月可以合宜的方法來製作如上述般的NOT 閉極。為達目的’較理想的係,略為修正該間極的形狀, _ θ中的形狀不同’使其具有擺線形狀。該閘極的輸出 t被合宜的磁性導管(例如平面磁性線路m接回到其輸入 &成㈣迴路。此等迴路所組成的陣列便構成根 =較佳實施例之本發明的裝置,該裝置包括被形成於由 串連擺線所組成之大型封閉迴路中的平面磁性奈米線路, 以便構成由磁性NOT n π λ ν. 庄丨丨閘極所組成的鏈路。最後一個ν〇τ °勺輪出曰被-平面磁性線路回饋至第_ Ν〇Τ間極的輪 入端二形成了封閉迴路,以便讓資料序列能夠循環遞送。 田磁域4壁在適t的循環操作磁場作用下(該等磁場的 作用方式如上所述,下面將合、, 面將曰作更坪細的說明),傳導瘦 該等奈米線路時,該箄掘綠庙叮太 乎导、、工過 亥寻擺線便可當作用以傳導該等磁域讀 壁的反轉節點。反轉輪屮楛备 ^ $出現在該循環外加磁場的半 個週期時間延谨$ &,1 π 干 σσ σ b可使得每個反轉節點如同一個 皁一位元的記憶體單元或正 ’ 反σσ。因此,由該等擺線所組 成的c路便具有如同串列式擺 处 式循衣移位暫存器般的記憶體功 月b並且可S作本發明的資料儲存裝置。 根據本發明之另一 Jg s目科 ^ ^ ^ 員硯”,、έ,本發明所提供的資 系統包括一個以上上述的裝置 、, 、 場驅動器,用以提供一受=:::亚且,_步包括-磁 又工☆ τ受驅動磁場。該磁場 1§、較佳的設定方式係將該驅動^ ^ ^ "" 勒兹%同吟施加於特定迴路Φ 的所有擺線之上,並且同時施加於該系統中的所有迴路之 上。如此便使得本系統具有獨特的作業特性。該磁場係同 12 200306536 時被施加於整個迴路中,因此全部的資料位元會同時被向 前傳送,而非如慣用的磁性資料儲存體般,在寫入頭的作 用下僅能夠局部地向前傳送。 吾人可設計出任合適當的磁場。較佳的係,該磁場驅 動器能夠提供一由兩個正交磁場所組成的受控磁場,該等 兩個正交磁場係以預設的順序進行操作(較佳的係,交替操 作),而且更佳的係,能夠以順時鐘或逆時鐘方向形成一鐘 式磁場。利用此系統,便可將資料儲存於根據本發明第一 項觀點的儲存裝置中。 該系統可能進一步包括適當的電氣輸入及/或輸出(及/ 或資料輸入及/或輸出),以便能夠在記憶體儲存與擷取系 統中使用該資料儲存裝置。 現在將參考圖2至8來說明根據本發明原理之磁性資 料儲存裝置的操作範例。 【實施方式】 圖2所示的係與圖1相同的NOT閘極示意圖,不過特 別的是已針對本發明與以最佳化調適,使其具有一擺線形 狀。該閘極係以聚焦離子束對石夕基板上面5nm厚的透磁合 金(Ni8QFe2Q)薄膜進行碾磨而製成的。圖中僅有亮白陰影區 係磁性材料,其它對比區則係因為製作該閘極期間所使用 的多重步驟碾磨製程所造成的。圖2a所示的係閘極中,已 經利用一平面磁性線路將其輸出連接回到其輸入端,以形 成一封閉迴路。圖2b所示的係該閘極結構之放大圖,其中 13 200306536 該結構具有—擺線形狀。圖_ 場於點I及點n所谁一 ^'曰應外加的循環磁 變化狀態及輪出(軌:、磁光測里結果。於輸入(軌跡圖I) 等於該外加的\ =圖Λ變化狀態之間的半個循環延遲 憶功能。 …的半個週期’其對應的便係一種記 θ 斤示的係用以解釋該擺線之反轉動作的-立 更明確地說係此延遲的起點。 乍的不思圖, 於低磁场條件作用下,次微米鐵磁平面線 方向會因為強烈的磁性形狀非等向性的關係,而傾6化 著該線路的長舳^^y 關係而傾向於沿 ., 备兩個方向相反的磁化方向於線路Φ▲ h,便會發生連續原子磁運動的重新排列,雖^中父 排列並不非當产丨丨刻 了 雖,Λ该重新 以形成-磁域^壁。,過卻會於Μ距離中逐漸地進行’ 場,===熟知的係,藉由施加與該線路平行的磁 。♦佶用士 Λ 考直綠H卡磁性線路進行傳導 田使用本發明時,會以隨著時間於該取樣 環變化的向量來外Λ 中進仃# 彎… 來外加,’以便沿著亦會改變方向與轉 循形線路來傳導磁域護壁。順時鐘循環或逆時鐘 ”掌=出该磁場的對掌性。假設磁場與角落具有相同 曾、1·,磁域護壁便應該於磁性線路角落附近進行 :二過’因為任一角落的對掌性係取決於磁域護 :方向’因此在特定對掌性的循環磁場内, Γ於其中—個方向中通過-衫的Μ。此項結切= 可必需要有明確信號流動方向之邏輯系統的重要條件。次 14 200306536 =Γ路内的兩種穩定磁化方向正好可提供用以代表 木邏輯狀態的本質意義,此項特徵連同外加 作基礎。成由该記憶體裝置所組成之每個邏輯單元的運 於-::二:示的擺線可提供一種反轉功能並且闡述當位 的循環磁場内時的N0T閘 以反時鐘的方々施庐上, 版m亥磁%係 ^方式循%。當外加磁場從水 改變成垂吉古a从/ 卞万向的循私方式 成:直方向的循環方式時,抵 3B)的磁域護壁 逆H點「P」(圖 3C),並且傳導 弟角洛附近傳導(圖 V至立而點「Q」。「p」點與「 化便會呈連病肋… Q」”、,占之間的磁 運、戈狀恶(圖3D) 〇接著,當 反平行方向 田A石玆场向$持續朝相 .. 衣$,該磁域便應該在該接合位置的第一 洛附近傳莫直0第_角 ϋ(圖3E),離開端點「R」,並且於 R」點之間攸店、击试, Q」…、占14 火设連、戈狀態。與即將進入 向比較起來,剛離門兮拉人本 接口處的磁化方 反轉。所以,兮枝Α ϋ乃向應该已經被 忒接合處便應該能夠以半個磁場循严彳4、曾 遲的時間夹告# π U 琢循%傳導延 :門末…期的Ν0Τ功能。此運 用二點迴轉的操控方式將其方向反轉一般。门車子利 因此在該護壁抵達輸入端與 總共會有半個循Ρ ^ 雕间°亥輸出端之間 有牛個循%的延遲時間。於本發明中 大量的磁性NOT閘;^ 口人兔現將 送至該輸入端,倕可, 肘巧鏈路的輸出回 了 4此同步延遲具有相關的 圖4所+沾及 阳〜。己fe功能。 Ώ 4所不的係本發
閘極,並且利用―工 口 T匕、、、工串連二個N0T 平面磁性線路將該鏈路的輪出回饋至該 15 200306536 鏈路的起始位置。吾人已經利用特定的外加 同的資料位元序列程式化至該裝 :將兩個不 環該:場’以便讓該資料能夠開始繞著該迴 易位圖;中的軌跡圖1顯示的係環繞該鏈:進 =。 -序列:該循環磁場中每隔五盾:的簡 -次。目的執跡圖n顯示的係考4 硬§亥圖案 =雜序列’其週期為該猶環磁場的五行循環 置可以有效地作為—5 循衣¥間。該裝 過該循環磁場的任一次:::式:位暫存器。每經 會向右移動-步。該些資料::用之後:!資料位元序列便 得的結果,因此該等次 ’、延日^釦的循環磁場所取 被路。吾人發現到,亦可將該磁場繞該條磁性 =的方向,使得該資料循環的方向反轉=向反轉成順時 ,的方式來環繞該條磁性環路。 並且開始以順時 圖5所示的係使用u ::意圖。圖5b顯示的係環繞該迴 序列,其重複週期為該循環磁場的13::二的間易位元 藉由通過該平面磁性線人:%時間。 路,便可將資料寫入每個=二載有電流的微 :路之中讀出資料時則可採用二中。而欲從每個 =路其令一部份的磁性隨道接面;使用被黏接至 :中其中-處的磁域護壁電阻值線路之該等角 中其中—個的磁域護壁電阻值。一疋剛夏該等應閉極 « 6所_該些資料輸入/輪出方法的範例。藉由通 16 200306536 過該環路上面或下面、載有電流的電氣微影蝕刻線路(61) ,便可將資料寫入該迴路之中。資料會以箭頭A的方向環 繞該迴路。欲從該迴路之中讀出資料時則可採用下面的方 式:於該迴路其中一點處的兩個電氣端子(62)之間形成一 磁性隧道接面(上方);或是藉由兩個電氣端子(63)來測量該 環路中一小部份内所包含的任何磁域護壁電阻值(下方)。 在本發明的變化例中(該圖中並未顯示),該磁性導管 本身並不會構成一封閉的反轉節點迴路,而是構成一條由 反轉節點所組成的直線鏈路,於該條鏈路的其中一端具備 一資料寫入設備,於該條鏈路的另一端則具備一資料讀取 設備。此例中,外部控制電路必須以電氣方式將資料從該 鏈路的輸出端回授至該鏈路的輸入端,以便讓資料仍然可 以看似封閉迴路的形式進行環繞。 該等資料迴路係位於一磁場之中,該磁場的向量在該 等迴路所組成的平面中循環的時間頻率範圍介於1Hz至 2〇0MHz之間。當該磁場循環時,其磁場振幅可能會保持 不變,因而可形成一圓形的磁場向量軌跡;或者其磁場振 幅可能會有變化,因而可形成一橢圓形的磁場向量執跡。 將一條電磁線段放置在該等迴路下方,然後在該線段中流 過交流電流,便可在小面積的裝置中達到此效果。至於在 較大面積的裝置中,則可將載有該等迴路的基板放置在四 極電磁鐵之内以達到此效果。 該磁場強度應該足以確保能夠經由每個NOT閘極將磁 域護壁推向所有的方向之中,但是其強度卻不可以大到在 17 306536 …亥:料輸入機制無關的情形下集結新的磁域護壁。 利用母個N〇T閘極來推進磁域護壁所需要的磁場可以 下面的方式進行調整: I亥寻迴路的厚度、改變該 吩日]見度、以及改變用 # 該磁場強度應該足以謨二 路的磁性材料。 被抹… " ^衣置不會因為周圍的雜散磁場而 矛、。如果雜散磁場抹除效庫盖 σο 本 木丨示政應構成一項嚴重的問題時,
MuMetal 厅才木用的外加磁媒: 0 琢強度耗圍介於50-200〇e之間。 如圖7所示,本發明 — 量的資料迴路,並且使用::早〜板之上包括大 確的迴路。s中箱-Γ 及解多工器來定址正 盘資料〜 在資料寫入驅動器及多工器⑺) 、針:牲器及放大器(72)之間具有數個迴路。 NOT門極二:應用,4人可在迴路的數量及每個迴路中 閘極的數量之間找| y 少而每個迴路t N0;= 衡。如果迴路的數量报 整合至—封f ψ $的數里报多的話’非常容易將其 造缺陷導致^彳 1成本相當低廉;但是如果因為製 置發生故Ρ早固Ν0Τ閑極故障的話,便可能導致整個裝 因為就定:二=方式還具有極長的資料存取時間, 非吊夕個時脈循環方能 寺待 數量很多而每個迴οτ :讀取位置。如果迴路的 播 NOT閘極的數量很少的話,便 擔心個別的NOT間極發生故障 迴路從電路中移除,而不合〜有故^早閘極的 而不會嚴重地 ,並且具有極快速的存 砵存奋里) 仔取%間,不過卻會具有較多的讀取 18 200306536 點與寫入點(&二、 至-單-的積俨-會比較而)’而且比較難以將其整合 係由8個閘二::封裝之中。本申請案中所有的圖式皆 每個迴路可包含數以千計的閘極。^⑤圖’貫際上 在二==特殊特徵係並不僅限於將資料迴路放置 存體不同的係並^先碟、磁帶儲存體以及磁式硬碟儲 ’所以如圖8所干;要以機械方式來接取本發明的表面 成-個:维的::,可以將基板互相堆疊在頂端上面,形 儲存密度。必要時=體。此:優點可達到非常高的資料 相同的 "立方體之中的所有基板可以共用 並:降低度以保持各層彼此,^ 至必tv月可设计成用以輸入/輸出單-個序列資料串,甚 番 可以平仃使用數個環路或多個層數來健存且有 多重位元寬度的資料字組串。 子,、有 所使二存取時間極低,因此本發明並不適合取代電腦中 = 用的主硬碟機。不過,本發明卻可應用在下面的部份 b形中以及其它情形中: 暫衣型數位音樂播放機(例如MP3播放機)作為 ^ / =子文位音樂的用途。此項應用f要的係能夠 存經常必須循序重複播放之數位資訊的低成本、非料4 了覆寫式儲存體。如果利用2,m寬的平面線路的話, 閑極便可能佔據約的面積。所以被資料鏈路覆芸 面積為w的單層便可提供能夠儲存12個百萬位元: 19 200306536 序列資料儲存體,該容量;^以播放12個小時的⑶〇併立 樂。採用多層堆疊的方式便可以極低廉的成本 的CD品質音樂。 数> 4 •可供數位相機作為暫時儲存數位相片的用途乂
係藉由快閃式電子纪情㈣攻A、去 ㈢月,J 4主而日^ 到此㈣,不過該項作法相 田P貝 僅具有非常有限的覆寫循環次數。 、可七、仃動包活、個人記事薄、掌上型電腦及智慧 作為非揮發性的離線儲存體。 〜、寺 【圖式簡單說明】 圖1所示的係先前技藝之磁性N〇 明)的示意圖; ^什上迹呪 圖2所示的係經過修
Ah: Jv ^ 0B 勺磁性NOT閘極,其可卷 作本發明之資料儲存裝置; /、J田
圖3所示的係圖2之N ,以及者磁〇丁閘極結構(Α部份)的示意圖 應之示意圖; 的作用下進入P點時的效 圖4中A部份所示的系 ,其構成5位位元串列式移位相連的磁性肅問極 在循環磁場的作用了, 日存②、,而Β部份所示的係 及複雜的位元序列(軌跡圖的位元序列(執跡圖υ 中的星號表示的便係該狀線路中循環(a部份 B部份所示); 、則里點,其測ϊ結果便如 圖5中A部份所示的 $ 1個環狀相連的磁性NOT閘 20 200306536 極,其構成13位位元串列 六μ - 式§己怳體,而B部份所;u 在循%磁場的作用下, 斤不的係 ^ ^ .. 何追使簡易的13位位元資料$ 方"亥迴路中循環(A部份中 .貝抖序列 里點,其測量結果便如B部份所示); 路中的剛 圖6所示的係本發 之示意圖; β之貝枓寫入機制與資料讀出機制 時彳7所示的係分別以電子多工器及解多工器進行定址 個基板上的數個磁性迴路之示意圖;以及 圖8所示的係將各含右 谷3有數個貧料迴路的數個基板堆疊 场成-個三維的立方記憶體之示意圖。 【元件符號說明】 61 62,63 71 72 電氣微影餘刻線路 電氣端子 資料寫入驅動器及多工器 資料讀取解多工器及放大器 21
Claims (1)
- 200306536 拾、申請專利範圍·· 種以可讀取的形式儲存 ,其包括一個戍 孖數位貝价貧料儲存裝置 更多的記憶體元件,每個々咏A 括一能夠維持且僂 记丨思體元件皆包 傳被形成於_連續傳莫 壁的平面磁導管, 、、V軌之中的磁域護 中母條連續執皆呈借 點,於適當的外加磁場作用下,沿著該 ^個反轉節 壁之磁化方向會# A g傳導的磁域護 在该寻反轉郎點處改變方向。 • σ申請專利範圍第1項 連續執皆具備至/丨、 、、/、、褚存裝置,其中每條 有至夕一個反轉節點,於 下,沿著該導管傳導的磁域護壁之磁化2=加磁場作用 寺反轉節點處被反轉。 向Λ質上會在該 3.如申請專利範圍第〗 每條連續執皆具備非常多個反轉節貝料儲存襄置,其中 中-4導申,Γ利範圍中任—項之崎存裝置,-―吕係破形成於一封閉迴路之中 '、 的傳導軌。 便構成一條連續 5·如則述申請專利範圍中任一 中導管並不會構忐^ 員之貝料儲存裝置,其 郎點所組成的鏈路,且提供用而疋構成一由反轉 構件,致使資; “固翊點之間傳送資料之 蚁使貝枓仍然能夠繞著看似 件於該鏈路其中—端包括-資料窝入I備迴路循環,該構 —端包括一資料讀取設傷,以及於該鍵路的另 子方式從該鏈路的輸出端將資料回饋至;:的電路’以電 6 士 〇俞、+、士 士 貝王口豕鍵路的輸入端。 b·如則述申請專利範圍中任 員之 > 料儲存裝置,其 22 200306536 中反轉節點包括該導管的結構 傅及φ狀的特徵,其經過調適 之後’於適當的外加磁場作用 + 1 ^ ^便可讓磁域傳導的磁化 方向發生改變。 7·如申請專利範圍第6項資 ^ 貝 < 貝科儲存裝置,其中反轉 卽點包括該導管的姓谨及你也 υ冓及形狀的特徵’其、經過調適之後, 於循環的外加磁場作用下 質上發生反轉。 域傳導的磁化方向實 8·如申請專利範圍筮β十 乾回弟6或7項之資料儲存裝置,其中 反轉即點包括一位於一銘Sb a十人A从士 於即點别方的偏離部,磁化方向實質 上會於該處發生反轉;以及 '、 Φ , ^ it ^ ^ 括邛份,於該部份 以" 向會與原來的路徑不同,而後方向又合 改變回到原來的路徑中, 曰 直接的傳導路徑存在。 曰有 9·如申請專利範圍第8項之f料儲 離包括與該導管原來的路徑產生9〇。的偏離。Ί亥偏 1 °.J申明專利耗圍第8或9項之資料儲存裝置, 该反轉節點於該導管询 八中 “ 料結構或與此結構等效的拓樸钍構 之中包括一擺線部。 候、、、。構 11·如申請專利_第1Q項之f料儲存裝置, 數個設於每個迴路之中之該擺線部。 12.如申請專利範圍第u項之資料儲存裳 成於封閉迴路之數條磁性導管,每條磁性導管皆… 個擺線,該等擺線係用以备心m s s白包括複數 丁用以急劇的方式於通過i卜沾 壁的磁化方向中造成方向反轉。 …的磁域護 23 200306536 士 13·如申請專利範圍第1〇至以項中任一項之資料儲存 衣置’其中每個擺線皆具有一轉向半徑,該半徑係介於該 導管寬度的三倍至十倍之間。 14 · 士鈾述申睛專利範圍中任一項之資料儲存裝置,其 中該磁性導管包括_條位於適用基板之上的平面磁性線路 、15·如中請專利範圍帛14項之資料儲存裝置,其中該 磁性線路包括厚廣介於 、nm與25nm之間、寬度介於5〇nm 人1 // m之間的磁性奈米線路。 拾壹、圖式: 如次頁。 24
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
GB0207160A GB0207160D0 (en) | 2002-03-27 | 2002-03-27 | Data storage device |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
TW200306536A true TW200306536A (en) | 2003-11-16 |
TWI310938B TWI310938B (en) | 2009-06-11 |
Family
ID=9933766
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
TW92105590A TWI310938B (en) | 2002-03-27 | 2003-03-14 | Data storage device |
Country Status (20)
Country | Link |
---|---|
EP (1) | EP1514276A1 (zh) |
JP (1) | JP4463564B2 (zh) |
CN (1) | CN100452243C (zh) |
CU (1) | CU23099A3 (zh) |
EA (1) | EA006289B1 (zh) |
GB (1) | GB0207160D0 (zh) |
HK (1) | HK1070982A1 (zh) |
HR (1) | HRP20040884A2 (zh) |
IS (1) | IS7506A (zh) |
MA (1) | MA27296A1 (zh) |
MX (1) | MXPA04009307A (zh) |
MY (1) | MY135448A (zh) |
NO (1) | NO20043958L (zh) |
NZ (1) | NZ535781A (zh) |
OA (1) | OA12989A (zh) |
PL (1) | PL373815A1 (zh) |
TW (1) | TWI310938B (zh) |
WO (1) | WO2003083874A1 (zh) |
YU (1) | YU91604A (zh) |
ZA (1) | ZA200407730B (zh) |
Families Citing this family (7)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2009503883A (ja) * | 2005-08-03 | 2009-01-29 | インゲニア・テクノロジー・リミテッド | メモリアクセス |
KR100819142B1 (ko) * | 2005-09-29 | 2008-04-07 | 재단법인서울대학교산학협력재단 | 강한 스핀파 발생 방법 및 스핀파를 이용한 초고속 정보처리 스핀파 소자 |
US8194436B2 (en) | 2007-09-19 | 2012-06-05 | Nec Corporation | Magnetic random access memory, write method therefor, and magnetoresistance effect element |
WO2009038004A1 (ja) * | 2007-09-20 | 2009-03-26 | Nec Corporation | 磁気ランダムアクセスメモリ |
WO2009122990A1 (ja) * | 2008-04-02 | 2009-10-08 | 日本電気株式会社 | 磁気抵抗効果素子及び磁気ランダムアクセスメモリ |
WO2012110909A1 (en) | 2011-02-16 | 2012-08-23 | International Business Machines Corporation | Ferromagnetic device providing high domain wall velocities |
JP5653379B2 (ja) | 2012-03-23 | 2015-01-14 | 株式会社東芝 | 磁気記憶素子、磁気メモリ及び磁気記憶装置 |
Family Cites Families (5)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US3774179A (en) * | 1971-07-22 | 1973-11-20 | J Wiegand | Ferromagnetic storage medium |
US3811120A (en) * | 1973-04-05 | 1974-05-14 | Bell Telephone Labor Inc | Magnetic domain propagation arrangement having channels defined by straight line boundaries |
GB9925213D0 (en) * | 1999-10-25 | 1999-12-22 | Univ Cambridge Tech | Magnetic logic elements |
DE10033486A1 (de) * | 2000-07-10 | 2002-01-24 | Infineon Technologies Ag | Integrierter Speicher mit Speicherzellen mit magnetoresistivem Speichereffekt |
GB0019506D0 (en) * | 2000-08-08 | 2000-09-27 | Univ Cambridge Tech | Magnetic element with switchable domain structure |
-
2002
- 2002-03-27 GB GB0207160A patent/GB0207160D0/en not_active Ceased
-
2003
- 2003-03-14 TW TW92105590A patent/TWI310938B/zh not_active IP Right Cessation
- 2003-03-25 CN CNB038120003A patent/CN100452243C/zh not_active Expired - Fee Related
- 2003-03-25 YU YU91604A patent/YU91604A/sh unknown
- 2003-03-25 EP EP03745327A patent/EP1514276A1/en not_active Withdrawn
- 2003-03-25 NZ NZ535781A patent/NZ535781A/en unknown
- 2003-03-25 MX MXPA04009307A patent/MXPA04009307A/es not_active Application Discontinuation
- 2003-03-25 PL PL03373815A patent/PL373815A1/xx unknown
- 2003-03-25 JP JP2003581205A patent/JP4463564B2/ja not_active Expired - Fee Related
- 2003-03-25 MY MYPI20031073 patent/MY135448A/en unknown
- 2003-03-25 EA EA200401263A patent/EA006289B1/ru not_active IP Right Cessation
- 2003-03-25 OA OA1200400256A patent/OA12989A/en unknown
- 2003-03-25 WO PCT/GB2003/001266 patent/WO2003083874A1/en active IP Right Grant
- 2003-03-25 CU CU20040210A patent/CU23099A3/es unknown
-
2004
- 2004-09-21 NO NO20043958A patent/NO20043958L/no unknown
- 2004-09-21 MA MA27872A patent/MA27296A1/fr unknown
- 2004-09-23 ZA ZA200407730A patent/ZA200407730B/en unknown
- 2004-09-24 HR HR20040884A patent/HRP20040884A2/hr not_active Application Discontinuation
- 2004-10-15 IS IS7506A patent/IS7506A/is unknown
-
2005
- 2005-05-17 HK HK05104090A patent/HK1070982A1/xx not_active IP Right Cessation
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
HK1070982A1 (en) | 2005-06-30 |
OA12989A (en) | 2006-10-13 |
IS7506A (is) | 2004-10-15 |
NZ535781A (en) | 2005-05-27 |
WO2003083874A8 (en) | 2005-02-17 |
NO20043958L (no) | 2004-12-27 |
TWI310938B (en) | 2009-06-11 |
YU91604A (sh) | 2006-05-25 |
MXPA04009307A (es) | 2005-07-05 |
CN100452243C (zh) | 2009-01-14 |
EA200401263A1 (ru) | 2005-04-28 |
JP2006504210A (ja) | 2006-02-02 |
PL373815A1 (en) | 2005-09-19 |
CU23099A3 (es) | 2005-12-20 |
EA006289B1 (ru) | 2005-10-27 |
ZA200407730B (en) | 2005-08-31 |
MY135448A (en) | 2008-04-30 |
JP4463564B2 (ja) | 2010-05-19 |
HRP20040884A2 (en) | 2005-02-28 |
EP1514276A1 (en) | 2005-03-16 |
GB0207160D0 (en) | 2002-05-08 |
MA27296A1 (fr) | 2005-05-02 |
CN1656568A (zh) | 2005-08-17 |
WO2003083874A1 (en) | 2003-10-09 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
Bobeck et al. | Magnetic bubbles | |
Allwood et al. | Magnetic domain-wall logic | |
US8325513B2 (en) | Compound cell spin-torque magnetic random access memory | |
Wang | Tilting for the top | |
US7554835B2 (en) | Memory access | |
JP7052448B2 (ja) | スピン軌道トルク型磁化回転素子、スピン軌道トルク型磁気抵抗効果素子、磁気メモリ及び発振器 | |
US7502244B2 (en) | Data storage device | |
JP2004139681A (ja) | 磁性メモリ、磁性メモリアレイ、磁性メモリの製造方法、磁性メモリの記録方法、及び磁性メモリの読み出し方法 | |
Riente et al. | Controlled data storage for non-volatile memory cells embedded in nano magnetic logic | |
TW200306536A (en) | Data storage device | |
JP2006504210A5 (zh) | ||
KR20040108684A (ko) | 데이터 저장장치 | |
Adeyeye et al. | Spin state evolution and magnetic anisotropy of elongated Ni80Fe20 nanorings | |
US11972786B2 (en) | Function switchable magnetic random access memory and method for manufacturing the same | |
Cowburn | Magnetic nanowires for domain wall logic and ultrahigh density data storage | |
GB2436490A (en) | Multiple layer magnetic logic memory device | |
TW202333387A (zh) | 磁阻元件及磁性記憶體 | |
TE | Recent Research Activity Towards Future Data Storage | |
Tian | High Density Three-Dimensional Nanomagnetic Logic Systems Composed of Material with Crystalline Anisotropy | |
Faster | CMRR REPORT | |
Hidaka | Embedded Magnetic RAM | |
Markoff et al. | Redefining the architecture of memory | |
JPS6118276B2 (zh) | ||
JPS5855589B2 (ja) | バブル磁区発生器 | |
JPH06251579A (ja) | 磁気メモリ |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
MM4A | Annulment or lapse of patent due to non-payment of fees |