Способ продвижения решетки цилиндрических магнитных доменов Советский патент 1983 года по МПК G11C11/14 

2 3 5 6 7 8 9 10 Длительность импульса (мкс) Фиг.1 Изобретение относится к вычисли тельной технике и может быть испол зовано при построении запоминающих устройств на решетках цилиндрическ магнитных доменов (РЦМД), а также дисплеях, транспарантах и т.д. Известные способы градиентного продвижения РЩ1Д, а именно токовый и полевой, обладают рядом существе ных недостатков, к которым следует отнести невысокое быстродействие, большую рассеиваемую мощность и сложную технологию изготовления, связанную с необходимостью приме. нения фотолитографии 1 . Использование явления безградие ного продвижения РЦМД существенным образом расширяет функциональные возможности устройств на доменных решетках и упрощает их технологию. Наиболее близким к предлагаемом является способ безградиентного продвижения решетки ЦВД, основанный на приложении к пленке, содержащей Щ1Д с вертикальными блоховскими линиями (ВБЛ), постоянного планарного поля и перпендикулярных поверхности пленки однородного импульсного магнитного поля и постоя ного магнитного поля смещения. Механизм продвижения домейной решетк в данном случае обусловлен вращением ВБЛ по периметру Hlvyj. ..Существенным недостатком способа является самопроизвольная аннигиляция вертикальных блоховских ли ний и, следовательно, нежелательно переключение состояния стенки доме на, приводящее в конечном итоге к потере информации. И хотя этот недостаток можно устранить, используя магнитное импульсное поле воз буждения в плоскости пленкиj динамическая устойчивость доменов при данном способе трансляции остается невысокой. Кроме того, серьезным недостатком указанного метода трансляции доменной решетки является то, что он применим лишь для определенных типов ЦМД, а именно для доменов с минимальным числом пар ВБЛ в границе, в результате чего необходимы дополнительные затраты времени и средств .на формирование регулярной решетки цилиндрических доменов с заданным состоянием стенок . Цель изобретения - упрощение продвижения решетки ЩЗД. Поставленная цель достигается тем, что согласно известному спосо бу, основанному на воздействии на доменосодержащую пленку постоянным магнитным полем смещен ия и однород ным импульсным магнитным полем, воздействие однородным импульсным полем осуществляют с длительностью импульсов 2г10 МКС, причемрухмарная амплитуда напряженности $каза« ных магнитных полей Нсцм/Л состайЛ ет 0,3(4)1МйКНс «л , где 4lVMs намагниченность насьощения доменосодержащей пленки; Н кол - напряженность поля коллапса решетки ЦГ-Щ. На фиг. 1-4 изображены зоны формирования решетки ЦМД в различные моменты времени. В соответствии с предлагаемым способом продвижение решетки ЦМД осуществляется следующим образом. К магнитной пленке с исходной лабиринтной доменной структурой прикладьшают перпендикулярно ее поверхности постоянное магнитное поле смещения и однородное импульсное магнитное поле. Импульсное магнитное поле создают Путем подачи импульсов тока в два параллельных проводника плоской формы (такая форма проводников значительно- улучшает однородность поля между ними, когда одинаковые по величине токи текут в ним в противоположных направлениях) . Токопроводники могут наноситься или непосредственно на доменосодержащую пленку, или на стеклянную -пластину, к которой затем прикладывают исследуемый образец. При таком воздействии на пленку в ней в результате разрьша полосовых доменов исходной лабиринтной структуры и последующего магнитостатического взаимодействия образовавшихся кусков, .страйпов формируется плотноупакованная гексагональная решетка цилиндрических магнитных доменов. При заданной величине постоянного поля смещения зона формиро- . вания данной решетки имеет характерный вид, представленный на фиг. 1. Изменение величины поля смещения требует изменения параметров однородного импульсного магнитного поля, необходимых для формирования РЦМД, что в конечном итоге приводит к существованию целого набора подобных зон устойчивого Формирования. При . этом для амплитуд управляющих магнитных полей выполняется условие 0,3x4|tM5 Нс„+Н -„„ Н|,о. Формируя таким способом решетку ЦВД нижней границе одной из зон и у1ёлйчивая амплитуду импульсного магнитного поля от значения li, t вызывают при некотррой амплитуде импульсов ( трансляционное перемещение решеточного массива юменов на участке пленки между проводниками (фиг. 2). Направление движения решетки доменов перпендикулярно токопроводникам. Одновременно с процессом трансляции РЦМД происходит генерация доменов у края. одного из проводников и аннигиляция их на границе другого. Так что процесс движения доменной решетки непрерывен. По мере увеличения амплитуды однородного импульсного поля (при неизменной его длительности) в пределах области су1цествова,ния движущейся РЦМД скорость решеточного массива ЦМД возрастает.

Данный способ продвижения РЦМД экспериментально проверяют и отрабатывают на эпитаксиальной пленке

феррита-граната состава (Ей, Т т, Са)з (Fe , Ge выращенной на подложке гадолинЪйгаллиевого граната с ориентацией 111. Пленка имеет следующие параметры: толщина h 1,6 мкм; поле коллапса Нкол 178 Э, характеристическая длина ,26мкм; намагниченность насыщения 4itMg

397 Гс.

Наблюдения за процессом трансляции РЦМД проводят с помощью эффекта Фарадея на магнитооптической установке, -собранной на базе поляризационного микроскопа. Для удобства визуального наблюдения используют низкунз частоту повторения однородного импульсного магнитного поля

(имп )

На фиг. 3 представлены результаты исследования движения решетки в пленке указанного состава при различных значениях поля смещения и однородного импульсного магнитного поля (найдена область существования движущейся Р1Ц-Щ и выявлен характер изменения скорости движения решетки доменов в зависимости от количественного соотношения внешних магнитных полей).

JД,внжl/u aяeя решетка НМЛ чУЛ:-:Г: -Ог.У:Ул :- У;:Станиомарной решетка ЦНД

Абсциссы крайних точек кривой являются граничнЕлми условиями трансляции РЦМД. В пределах области трансляции при увеличении поля смещения и соответствующем уменьшении величины однородного импульсного магнитного поля условие движения РЦМД, представленное суммой двух

та uorfiuwv 1.ла T4JtTj4T4JLTv /и Lll Bcp-TtH

внешних магнитных полей (Hj

,

изменяется в сторону увеличения.

При заданных величинах управляющих полей изменения скорости продвижения РЦМД можно достичь изменением длительности импульсов магнитного поля. Результат такого изменения представлен на фиг. 4.

На основании экспериментально полученных данных делают выбор оптимального, с точки зрения энергозатрат на трансляционное перемещение решеточного массива доменов, диапазона длительностей импульсного магнитного поля в пределах 2-10 мкс.

Технико-экономические преимущества предлагаемого способа продвижения РЩад заключаются в упрощении существующих устройств продвия ения решеток ЦМД и снижении их удельной стоимости благодаря очень простой, технологии изготовления; в расширении рабочих пределов устройств на РЦМД благодаря широкому диапазону изменения управляющих внешних магнитных полей; в возможности изменения скорости трансляции доменной решетки и минимизирования (благодаря исполь5 .зованию небольших скоростейХмсяцнос- ти, потребляемой доменосодержащей пленкой; в простоте обеспечения регулярности решетки за счет однородного распределения сил, дёйствукзщих 0 .на домены при трансляции РЦМД.

HfHmeofiit

/te

,н.

rtTc

СПОСОБ ПРОДВИЖЕНИЯ РЕШЕТКИ ЦИЛИНДРИЧЕСКИХ МАГНИТНЫХ ДОМЕНОВ, основанный на воздействии на домено:s § и НиЖН. имп. содержащую пленку однородным импульсным магнитным полем и постоянным магнитным полем смещения, отличающийся тем, что, с целью упрощения продвижения решетки цилиндрических магнитных доменов, воздействие однородным импульсным магнитным полем осуществляют импульсами длительностью 2-10 мкс, суммарная амплитуда напряженностей указанных магнитных полей Нс,щц составляет 0,3

IIгIIJ,i:,i

1 2 5. S ff 7 85 W JI,at4netfbMOCinb импульса (пме) Фиг. г

HKfL инп

Ofll

0,iO 0,09 OjOt 0,01 0,06

1ЪО ItO iSO 160 Kl{McM Z3,Hl}f/f 993}

Xt{HeM IZyt; H «,

мкм

имп

0.02

веру.

170 ,9

«ce,5

ffi oOfSjf

.s9