Способ продвижения магнитных вихрей и устройство для его осуществления Советский патент 1990 года по МПК H01L39/00 

11

Изобретение относится к технической физике и может быть исполр)3овано в нлучных исспедованиях и технике для создания элементов памяти на маг нитных вихрях (MB).

Целью изобретения является снижение энергозатрат на управление.

На фиг, I показан участок системы продвижения, вид сверху, с вырывом части для демонстрации внутренней структуры; на фиг, 2 - разрез А-А на фиг, 1; на фиг. 3 - разрез Б-Б на фиг. I; на фиг, А - различные моменты одного цикла продвижения, при- веденные для участка структуры продвижения (подложка условно не показана); на фиг. 5 - пример возможной формы импульсов тока продвижения, привязанных к времени продвижения MB между точками закрепления и к моментам одного цикла продвижения, приведенным на фиг, А,

На подложке I, верхняя плоскость которой имеет структуру каналов 2 с поперечным сечением в виде несимметричного треугольника, размещена сверхпроводящая пленка 3, верхняя плоскость которой имеет подобного сечония каналы А, направленные пер- пендикулярно каналам 2, Понижения вдоль каналов с уменьшенной толщиной пленки служат каналами продвижения MB, Места скрещения каналов служат точками закрепления MB 5,

Способ осуществляют следую1дим образом.

В начальный момент токи в пленке отсутствуют, а ранее введенные в нее MB занимают часть точек закрегше- кия, определяя своей последовательностью запись информации в двоичном коде, например наличие MB - единица отсутствие MB в точке закрепления - нуль. Каждый МБ занимает место скрещения двух каналов продвижения, где образовано локальное понижение толщины пленки на глубину двух каналов продвижения, размещенных с разных сторон пленки. На разрезе вдоль любого канала МБ 5 фиксируются концами на поверхности сверхпроводящей пленки 3, пронизывая ее насквозь, т,8, опираясь одним концом на дно канала пpoдв fжeния 2, а другим на вторую поверхность в месте минимальной толщины, вблизи крутого участка смежного канала (фиг. 4, а). При подаче тока в 3 в направле

5 О 5

0 5

0

НИИ, iiopiienjUiKy. inpHOM направлению ка- канала 2 (фиг. 4, б) при заданном выборе F лпpaялeния тока и полярности MB 5, на последние начинает дей- стровать сила, сметающая MB перпендикулярно направлению тока, т.е, вдоль канала и в сторону крутого откоса. За короткое время действия импульса тока (фиг. 5, б) MB прео- долгпает потенциальный барьер в виде утолщения пленки в крутом участке берега канала (смежного) и далее после прекращения действия импульса движется в сторону понижения толщины пленки. По достижении следующей точки закрепления MB останавливается до следующего продвигающего импульса.

Для повышения надежности остановки MB в следующей точке закрепления удобро перед приходом его в эту точку отнять у МБ излишек энергии и скорости. Для этого во второй фазе движения МБ подают в пленку импульс тока обратной полярности (фиг, 4, г, фиг. 5, г), который создает силу торможения MB, Чтобы созранить высокую скорость продвижения, тормозящий импульс тока имеет меньшую величину, чем продвигающий импульс. Следующий продвигающий импульс подается после того, как все MB займут новые точки фиксации через время t .

Ток указанной формы и указанного направления продвигается МБ во всем канале продвижения, фрагмент которого приведен на фиг, 4, и аналогично и одновременно во всех каналах этой системы, т.е, лежащих на нижней поверхности пленки. При подаче таких же импульсов тока в сверхпроводящую пленку в перпендикулярном направлении процесс продвижения MB осуществляется аналогичным образом, однако при- этом продвижение происходит по каналам, размещенным на верхней плоскости пленки при использовании структуры, образованной сечением каналов, размещенных на нижней части пленки.

При попеременной подаче пачек токовых импульсов, соответствующих числу шагов продвижения, в одну или другую систему продвижения производят двухкоординатное перемещение массива MB в пленке в заданных направлениях, обусловленных заданной структурой каналов пленки.

Ф О р м У п а и ч о б р е т е и и я

I , С люсоб 11родр1тжеиия магиитт гх вихрей в канале перпендикулярно направлению тока управления, злключаю- щийся в том, что пропускают токовый импульс вдоль сверхпроводящей пленки с магнитными вихрями, отличающийся тем, что, с целью сниже ния энергозатрат на управление, для срыва магнитного вихря с точки закрепления и придания ему достаточной скорости для преодоления потенциального барьера канала продвижения с последующим достижением по инерции следующей точки закрепления выбирают длительность импульса тбка короче времени движения магнитного вихря от одной точки закрепления до другой.

2. Способ по п. 1, отличающий с я тем, что при движении магнитного вихря по инерции пропус- , кают по иленке импульс тока обратной полярности.

VX.

// 7 S 3

фиг.З

I

3, Способ по пи. I и 2, о т л и - чающийся тем, что, с целью обеспечения продвижения магнитных вихрей по двум координатам, импульсы тока подают во взаимно перпендикулярных направлениях, причем импульсы тока по одному направлению подают в паузы между импульсами тока по другому направлению.

-i,. Устройство дпя продвижения магнитных вихрей, содержащее сверхпроводящую пленку с каналами продвижения, выполненными в виде канавок со структурой, определяющей направление продвижения, отличающееся тем, что идентичные каналы продвижения выполнены с двух сторон пленки, причем система каиалов продвижения на одной стороне пленки перпендикулярна системе каналов продвижения на другой стороне плеики, места пересечения каналов образуют точки закрепления магнитных вихрей, а поперечное сечение канала представляет собой несимметричней треугольник.

ЧГ-Фиг.

Изобретение предназначено для создания элементов машинной памяти на магнитных вихрях. Целью изобретения является снижение энергозатрат на управление. Дня достижения поставленной цели используют движение магнитных вихрей по инерции в каналах продвижения специальной формы. Идентичные каналы продвижения образуют две взаимно перпендикулярные системы, размещенные на разных сторонах сверхпроводящей пленки, причем места пересечения каналов служат точками закрепления магнитных вихрей. Поперечное сечение каждого канала продвижения представляет собой несимметричный треугольник, что создает для движения магнитного вихря по смежной системе каналов наибольший потенциальный барьер в том месте, где толщина пленки максимальна. Таким образом, такое сечение канала продвижения определяет направление движения магнитного вихря по смежной системе от вершины, образованной двумя длинными сторонами, к наименьшей стороне. Предоставленный самому себе магнитный вихрь останавливается в точке с наименьшей собственной энергией, т.е. в вершине несимметричного треугольника, образованной наименьшей стороной и вторым склоном каиа- ла продвижения, Дают импульс тока с энергией, достаточной для срыва магнитного вихря с точки закрепления и преодоления потенциального барьера. Длительность этого импульса выбирают короче, чем время движения магнитного вихря до следующей точки закрепления , Попав в yvacTOK пленки с максимальной толщиной, магнитный вихрь по инерции скатывается в следующую точку закрепления, которая является для него энергетически наиболее выгодной. Это и позволяет снизить затраты Энергии на управление. Для более четкой его остановки в ходе его движения по инерции пропускают ток обратной полярности, 2 с, и 2 э,п, , 5 ил. о «5 (О О)

б S Г( ff г

1 и

фиг. 5