СПОСОБ СЧИТЫВАНИЯ С МАГНИТНОГО НОСИТЕЛЯ ИНФОРМАЦИИ НА ОСНОВЕ ПОЛИМОРФНОГО ЖЕЛЕЗОНИКЕЛЕВОГО СПЛАВА Российский патент 2007 года по МПК G11B11/105 G11B9/08 

Изобретение относится к приборостроению, а именно к технике накопления цифровой информации, и может быть использовано для считывания цифровой информации с магнитного носителя, информационная дорожка которого выполнена на основе полиморфного железоникелевого сплава.

Аналогом и прототипом является способ считывания информации с магнитного носителя записи, рабочий слой которого выполнен из ферромагнитного материала [1], а информация хранится в элементарных перемагничиваемых участках (доменах). Способ считывания заключается в последовательном преобразовании намагниченности элементарных информационных участков в электрический сигнал, пропорциональный величине намагниченности этих участков. Преобразование намагниченности происходит с помощью специального устройства, представляющего собой считывающую головку. При перемещении информационной дорожки вдоль зазора считывающей головки намагниченные информационные участки наводят в сердечнике считывающей головки переменное магнитное поле. С помощью катушки индуктивности, расположенной внутри считывающей головки, переменное магнитное поле преобразуется в переменный электрический сигнал, соответствующий записанной информации.

Недостатком данного способа является то, что процесс считывания включает в себя преобразование намагниченности рабочего слоя в электрический сигнал с заранее намагниченных участков, в процессе хранения на которых в результате воздействия дестабилизирующих факторов, таких как воздействие электромагнитных полей, повышение температуры выше нормальных условий эксплуатации - происходит искажение информации.

Задачей изобретения является создание способа считывания информации с магнитного носителя из полиморфного железоникелевого сплава, предполагающего надежное считывание цифровой информации при возможном воздействии на накопитель электромагнитных полей в процессе хранения и эксплуатации, а также увеличения температуры выше нормальных условий эксплуатации.

Для решения этой задачи предлагается намагничивать постоянным магнитным полем информационную дорожку, содержащую элементарные информационные ячейки, отличающиеся различным структурным состоянием, которое формируется при записи и не изменяется при воздействии на него внешнего электромагнитного поля, непосредственно перед считыванием.

При использовании лазерного отжига железоникелевых пленок существует возможность создавать области субмикронных размеров с различным типом кристаллической решетки, устойчивых в широком диапазоне температур и, как следствие этого, получать локальные изменения физических свойств в этих областях [2]. В основе разработки способа считывания с магнитного носителя с рабочим слоем из полиморфного железоникелевого сплава лежит зависимость намагниченности рабочего слоя от фазового состава [3]. Магнитные свойства тонких пленок, содержащих от 18 до 40 процентов никеля [3], в зависимости от типа их кристаллической решетки свидетельствуют о том, что рабочий слой, у которого кристаллическая решетка объемоцентрированная кубическая (α-фаза), обладает высокой намагниченностью насыщения. Тонкие пленки сплавов, кристаллическая решетка которых соответствует гранецентрированной кубической (γ-фазе), имеют ярковыраженную концентрационную зависимость намагниченности, которая монотонно уменьшается с увеличением содержания железа, и при концентрации никеля меньше 28% рабочий слой становится парамагнитным [3]. Отмеченное различие в магнитном состоянии α- и γ-фаз тонких пленок дает основание говорить о том, что наиболее приемлемыми для создания рабочего слоя накопителя могут быть сплавы, содержащие не более 28% никеля, где имеет место наибольшее различие в магнитном состоянии (ферромагнетик-парамагнетик) для сплавов с различным типом кристаллической решетки. При этом следует иметь в виду, что от структурного состояния полиморфных железоникелевых сплавов, содержащих 27-33% никеля зависят его магнитные свойства, в частности намагниченность I_s и остаточная намагниченность I_r [4]. Для носителей информации величина динамического диапазона при считывании будет определяться разницей в величине остаточной намагниченности α- и γ-информационных ячеек J_rα-J_rγ. В области концентраций от 25 до 30% никеля остаточная намагниченность в α-тонких пленках изменяется от 750 до 700 Гс. В γ-тонких пленках с уменьшением концентрации никеля от 30 до 28% J_r изменяется от 100 Гс до нуля. С меньшим содержанием никеля γ-пленки парамагнитные. Поэтому для достижения максимальной величины динамического диапазона считываемого с магнитного носителя сигнала наиболее целесообразным представляется использование в качестве материала информационной дорожки тонких пленок сплавов, содержащих не более 28% никеля [5].

При цифровой записи на полиморфный железоникелевый рабочий слой в зависимости от данных, модулирующих записывающее устройство, будут формироваться информационные участки с парамагнитным либо ферромагнитным состоянием рабочего слоя, которые после намагничивания в постоянном магнитном поле при считывании обладают различной намагниченностью, что можно идентифицировать как логические "1" или "0" (фиг.1).

На фигуре 1 представлен способ считывания цифровой информации с магнитного носителя информации на основе полиморфного железоникелевого сплава.

При записи информация поступает на вход записывающего устройства в виде последовательности импульсов напряжения в соответствии с записываемой информацией. Эти импульсы, в свою очередь, изменяют ток записи лазера А (фиг.1), который производит последовательный локальный отжиг информационных участков на предназначенном для записи слое носителя. После отжига для придания магнитных свойств информационные участки намагничиваются при помощи намагничивающего элемента постоянным полем Н. На фиг.1 В показано изменение намагниченности Jr информационных участков после намагничивания. Информационные участки, подвергшиеся отжигу, изменили свою кристаллическую структуру и при этом перешли из ферромагнитного в парамагнитное состояние. Распределение намагниченности в зависимости от структуры полученных информационных ячеек показано на фиг.1С. При считывании обладающие различной намагниченностью участки будут изменять сопротивление магниторезистивного сенсора, тем самым изменяя напряжение считывания фиг.1D, что можно идентифицировать как логические "0" и "1".

На фигуре 2 представлена схема реализации способа считывания с носителя информации.

Способ считывания включает в себя наличие объекта, с которого производится считывание, это - записывающий слой 1 с расположенными на нем элементарными информационными участками 2 с различной кристаллической решеткой: либо это α-фаза, что соответствует объемоцентрированной кубической решетке (ОЦК), либо γ-фаза, что соответствует гранецентрированной кубической решетке (ГЦК), наличие устройства считывания в виде магниторезистивного сенсора 3, а также устройства намагничивания записывающего слоя 4. Для исключения влияния намагничивающего элемента 4 на магниторезистивный сенсор последний изолируется защитным экраном 5.

Способ считывания заключается в следующем. В результате записи информационные участки накопителя в зависимости от записанной информации либо изменили кристаллическую решетку на гранецентрированную, либо их кристаллическая структура осталась неизменной, т.е. объемоцентрированной, как и исходный записывающий слой. Используя комбинированную считывающую головку [6], в составе которой для реализации способа считывания добавлен намагничивающий элемент, создающий постоянное магнитное поле, производится считывание записанной информации. При этом элементарные участки, которые были отожжены и изменили кристаллическую решетку на ГЦК (γ-фаза), стали парамагнитными (их остаточная намагниченность Jr=0) и внесение их в поле, создаваемое намагничивающим элементом, не изменит их магнитный момент. При считывании при помощи магниторезистивного сенсора [3] с таких участков сопротивление последнего не изменится, не вызывая тем самым изменение выходного напряжения считывания. Отсутствие изменений можно идентифицироваться как логический "0". Элементарные участки, которые не были подвержены термообработке и остались, как и исходный записывающий слой, с ОЦК (α-фаза) решеткой при внесении в магнитное поле постоянного магнита, являясь ферромагнетиком (с остаточной намагниченностью Jr≠0), будут намагничиваться. При считывании с такого участка при помощи магниторезистивного сенсора у последнего в зависимости от величины остаточной намагниченности участка изменится сопротивление, изменяя напряжение считывания, что можно идентифицировать как логическую "1".

Литература

1. Носитель оптической записи. Б.А.Сивохин, И.Б.Сурков, С.В.Тимаков и др. АС №1431561, МКИ G11В 7/24.

2. Ушаков А.И., Горовой A.M., Казаков В.Г. Фазовый переход в Fe-Ni пленках под действием лазерного облучения. // Физика металлов и металловедение, 1980, т.50, с.440-442.

3. Горовой A.M., Малов А.Н. Носители информации на основе полиморфных сплавов. //Вестник ДВО РАН, 2004, №5 (117), с.52-60.

4. Вол Е.А. Фазовые диаграммы двойных металлических систем. - М: Физматгиз, 1960, т.2, с.814.

5. Горовой A.M., Малов А.Н., Сафронов Д.А., Шмидт М.В. Управление динамическим диапазоном рабочего слоя на Fe-Ni-пленках в аварийных бортовых накопителях информации. // Известия Самарского научного центра РАН, т.6, №1 (2004), с.161-167.

6. Тишин A.M. Память современных компьютеров. Соросовский образовательный журнал, 2001, №11, с.116-121.

Изобретение относится к области электроники и электротехники и предназначено для накопления цифровой информации. Предлагается способ считывания информации с железоникелевого магнитного накопителя, на рабочем слое которого в процессе записи при помощи остросфокусированного лазера создаются последовательно расположенные элементарные информационные ячейки с различным типом кристаллической решетки в соответствии с записываемой информацией. Считывание записанной информации производится после того, как рабочий слой информационной дорожки с записанной на него информацией намагничивается в постоянном магнитном поле непосредственно перед считыванием информации. Намагничивание рабочего слоя позволяет создать магнитный момент в информационных ячейках, которые не отжигались и являются ферромагнетиками. Информационные ячейки, подвергшиеся отжигу, становятся парамагнитными и не имеют магнитный момент после намагничивания. Поэтому различные магнитные состояния, полученные таким образом, можно идентифицировать при считывании как логические "0" или "1". Так как для считывания записанной информации рабочий слой предварительно намагничивается, то до момента считывания рабочий слой находится в размагниченном состоянии и не подвержен никаким электромагнитным воздействиям. 2 ил.

Способ считывания с магнитного носителя информации с рабочим слоем из полиморфного железоникелевого сплава с содержанием никеля менее 28%, заключающийся в формировании электрического сигнала согласно записанной информации, сохраненной в элементарных информационных ячейках в виде участков рабочего слоя с различным состоянием рабочего слоя: либо парамагнитная γ-фаза, либо ферромагнитная α-фаза, отличающийся тем, что считывание производится после того, как рабочий слой информационной дорожки с записанной на него информацией намагничивается в постоянном магнитном поле непосредственно перед считыванием информации.