СПОСОБ УПРАВЛЕНИЯ ПРОДВИЖЕНИЕМ ПЛОСКИХ МАГНИТНЫХ ДОМЕНОВ Российский патент 1997 года по МПК G11C11/14 

Изобретение относится к области вычислительной техники и автоматики и может быть использовано в запоминающих устройствах, в которых носителями информации являются плоские магнитные домены (ПМД).

Известен способ продвижения ПМД вдоль оси трудного намагничивания (ОТН) тонкой магнитной пленки (ТМП), основанный на использовании двух токовых шин, создающих в ТМП локальную область градиентного магнитного поля канал продвижения доменов, а также внешних магнитных полей, направленных по легкой и трудной осям намагничивания пленки [1] Недостатком указанного способа является сложная система управления продвижением ПМД, включающая в себя создание согласованной комбинации трех импульсных магнитных полей.

Наиболее близким к предлагаемому способу является продвижение доменов по каналу, образованному в ТМП локальным магнитным полем создаваемым одной П-образной токовой шиной [2] Продвижение ПМД происходит вдоль одной из веток шины, другая служит для формирования асимметричного распределения напряженности магнитного поля относительно центра доменопродвигающего канала. Недостатком этого способа является отсутствие возможности варьирования величиной асимметрии локального поля доменопродвигающего канала независимо от величины поля, формирующего сам канал продвижения ПМД.

Недостатками как первого, так и второго способов являются:
1. Использование для управления продвижением ПМД магнитных полей, воздействующих на весь объем ТМП. В связи с этим при формировании на базе одной ТМП системы каналов продвижения ПМД системы каналов продвижения ПМД возникает проблема независимого управления продвижением доменов в каждом из них.

2. Различная величина смещений ПМД за один цикл продвижения.

Для использования доменопродвигающих каналов в различного рода функциональных устройствах (регистрах сдвига, накопителях информации, репликаторах, переключателях и т.д.) предпочтителен такой режим управления продвижением ПМД в канале, который не оказывал бы влияния на продвижение доменов в других каналах и при котором за единичный цикл продвижения домены проходили равные расстояния.

Целью изобретения является оптимизация процесса управления продвижением ПМД в доменопродвигающем канале, расположенном вдоль ОТН тонкой магнитной пленки.

Рассматриваемое движение ПМД в направлении ОТН определяется движением верхушек их образующих. При этом если все факторы, влияющие на движение противолежащих верхушек домена, одинаковы, результирующее смещение домена вдоль ОТН тонкой магнитной пленки будет равно нулю. В случае если условия продвижения верхушек на противолежащих концах домена различны, то возникает результирующее смещение ПМД. При этом скорость движения ПМД будет определяться различием скоростей движения верхушек, его образующих.

В связи с этим поставленная цель достигается тем, что управление продвижением ПМД предлагается осуществлять вариацией асимметрии локального магнитного поля относительно центра доменопродвигающего канала независимо от магнитного поля, формирующего сам канал продвижения доменов. При этом величина и направление магнитного поля, формирующего асимметричное распределение локального магнитного поля, будут определять величину и направление скорости движения плоских магнитных доменов вдоль оси трудного намагничивания.

Для продвижения доменов вдоль ОТН тонкой магнитной пленки необходимыми условиями являются их осцилляция относительно оси легкого намагничивания (ОЛН) и наличие поля смещения Нт, направленного по ОТН. В случае когда длительность цикла управляющих полец совпадает с периодом осцилляции домена в направлении ОЛН, смещения домена вдоль ОТН пленки за каждый из единичных циклов продвижения могут различаться. С целью стабилизации расстояния, проходимого доменом за один цикл продвижения, предлагается использовать импульсные управляющие поля с длительностью импульсов Т большей отношения n/ν, где ν частота осцилляций доменов вдоль ОЛН тонкой магнитной пленки, n число осцилляций (n больше 1). Чем выше значение n, тем меньше различие в пройденных доменом расстояниях за управляющий импульс Т. В качестве импульсного управляющего поля может быть использовано поле, приложенное в направлении оси трудного намагничивания ТМП, или поле, вызывающее асимметрию доменопродвигающего канала. Второй вариант является более предпочтительным, т.к. управляющее поле становится локализованным в области канала продвижения доменов.

На фиг. 1 представлена система доменопродвигающих каналов 1, сформированных в тонкой одноосноанизотропной магнитомягкой пленке 3, нанесенной на диэлектрическую подложку 2, локальными магнитными полями, создаваемыми токовыми шинами, или магнитожесткими аппликациями 5 и расположенными рядом с ними токовыми шинами 6, отделенными от магнитомягкой пленки слоем диэлектрика 4.

На фиг. 2 представлены временные диаграммы магнитных полей, воздействующих на продвигаемые по каналам домены, и график смещения S домена в зависимости от времени t. H_т и H_л внешние магнитные поля, направленные соответственно по осям трудного и легкого намагничивания ТМП. H_упр управляющее локальное магнитное поле, создаваемое токовыми шинами 6 (фиг. 1).

Пример. Токовые шины 6 (фиг. 1) создают асимметричное распределение магнитного поля относительно центров доменопродвигающих каналов OO'' и являются шинами управления. Осцилляция доменов в доменопродвигающих каналах 1 вдоль ОЛН осуществляется под влиянием импульсного магнитного поля H_л, направленного противоположно намагниченности продвигаемых доменов и воздействующего на всю магнитомягкую пленку 3. Амплитуда импульсов поля H_л должна быть меньше величины H_д+H_кол., где H_д - величина магнитного поля, создаваемая токовыми шинами, или магнитожесткими аппликациями 5 в центре доменопродвигающего канала 1; H_кол. поле коллапса доменов. Также к ТМП прикладывается однородное магнитное поле H_т, направленное по ОТН пленки (поле смещения), величиной до 0,3H_к, где H_к поле одноосной анизотропии ТМП.

Скорость продвижения доменов в отдельных каналах регулируется путем изменения величины и направления токов, протекающих по управляющим шинам 6.

Стабилизация расстояния, проходимого доменами за один управляющий цикл продвижения, осуществляется за счет того, что магнитные поля H_упр, создаваемые управляющими шинами 6 и формирующие асимметричное распределение локальных магнитных полей относительно центров доменопродвигающих каналов, носит импульсный характер (фиг. 2). При этом время воздействия на продвигаемые домены асимметричного магнитного поля и частота импульсов магнитного поля, приложенного вдоль ОЛН пленки (поля вызывающего осцилляцию доменов), подобраны таким образом, что за время действия импульса H_упр домен совершает не менее двух осцилляций вдоль ОЛН пленки.

Таким образом, весь процесс управления продвижением ПМД вдоль ОТН магнитомягкой пленки сводится к управлению величиной, направлением и длительностью импульсов магнитного поля, создаваемых токовой шиной 6.

Изобретение относится к области вычислительной техники и автоматики и может быть использовано в запоминающих устройствах, в которых носителями информации являются плоские магнитные домены (ПМД). Управление продвижением ПМД предлагается осуществлять путем вариации локального импульсного магнитного поля, формирующего асимметричное распределение магнитного поля относительно центра доменопродвигающего канала, независимо от магнитного поля, формирующего сам доменопродвигающий канал. Таким образом, весь процесс управления продвижением ПМД вдоль оси трудного намагничивания магнитомягкой пленки сводится к управлению величиной, направлением и длительностью импульсов магнитного поля создаваемых одной токовой шиной. 1 з.п. ф-лы, 2 ил.

1. Способ управления продвижением плоских магнитных доменов вдоль оси трудного намагничивания тонкой магнитомягкой пленки, заключающийся в том, что воздействуют на продвигаемые домены асимметричном относительно центра доменопродвигающего канала магнитным полем и комбинацией магнитных полей, направленных по осям легкого и трудного намагничивания магнитомягкой пленки, отличающийся тем, что формирование асимметричного относительно центра доменопродвигающего канала осуществляют путем изменения величины и направлениия локального магнитного поля Нупр от Нд до Нд, где Нд величина магнитного поля, создаваемая в центре доменопродвигающего канала. 2. Способ по п.1, отличающийся тем, что локальное магнитное поле формируют асимметрично относительно центра доменопродвигающего канала и распределение магнитного поля носит импульсный характер с длительностью импульсов большей отношения n/ν, где n число осцилляций домена вдоль оси легкого намагничивания пленки (большее 1), а ν частота магнитного поля, вызывающего эти асцилляции.