Способ термомагнитной записи/считывания информации и устройство для его осуществления Советский патент 1991 года по МПК G11B9/10 

1

(21)4719056/10

(22) 18.07.89

(46) 23.08.91.Бюл. N 31

(71)Киевский политехнический институт им. 50-летия Великой Октябрьской социалистической революции

(72)В.В.Лысак и М.В.Михайленко (53)681.84.083.84(088.8)

(56)Патент Великобритании Nfe 1354918, кл. G 11 В 9/10, 1974.

Патент Японии № 54-34326, кл. G 11 В 9/10, 1989.

(54) СПОСОБ ТЕРМОМАГНИТНОЙ ЗАПИСИ/СЧИТЫВАНИЯ ИНФОРМАЦИИ И УСТРОЙСТВО ДЛЯ ЕГО ОСУЩЕСТВЛЕНИЯ

(57)Изобретение относится к приборостроению и может быть использовано при разработке запоминающих устройств.

предназначенных для записи, хранения и считывания информации с высокой плотностью записи. Цель изобретения - повышение разрешающей способности считывания при одновременном увеличении надежности и уменьшении времени адресации луча путем предварительного нанесения на магнитный носитель тонкого слоя материала, обладающего вторичной электронной эмиссией, осуществлении воздействия на магнитный носитель при записи и считывании электронным лучом, при этом обеспечиваются создание электрического поля в области адресации на магнитном носителе и осуществление регистрации информации путем измерения тока вторичных электронов за счет изменения направления траектории вторичных электронов. 2 з.п. ф-лы, 2 ил.

Ё

Изобретение относится к приборостроению и может быть использовано при разработке запоминающих устройств, предназначенных для записи, хранения и считывания информации с высокой плотностью записи. Цель изобретения - повышение разрешающей способности считывания при одновременном увеличении надежности и уменьшении времени адресации луча путем предварительного нанесения на магнитный носитель тонкого слоя материала, обладающего вторичной электронной эмиссией, осуществлении воздействия на магнитный носитель при записи и считывании электронным лучом, при этом обеспечиваются создание электрического поля в области адресации на магнитном носителе и осуществление регистрации информации путем измерения тока вторичных электронов за счет изменения направления траектории вторичных электронов. 2 з.п. ф-лы. 2 ил.

Изобретение относится к приборостроению и может быть использовано при разработке запоминающих устройств, предназначенных для записи, хранения и считывания информации с высокой плотностью записи.

Цель изобретения - повышение разрешающей способности.

На фиг. 1 приведено устройство для реализации предлагаемого способа; на фиг. 2 - траектории движения вторичных электронов.

Устройство содержит корпус 1 в виде вакуумной камеры с выполненным в нем окном 2 из стекла, установленный в корпусе носитель информации, выполненный в виде магнитного диска 3, имеющего основание с ферромагнитным слоем 4 и нанесенным поверх него тонким слоем 5 материала, обладающего вторичной электронной эмиссией. Магнитный диск кинематически связан с узлом вращения, содержащим двигатель 6 и постоянный магнит 7, размещенные с внешней стороны окна 2, и постоянный магнит 8, образующий магнитную муфту и размещенный с внутренней стороны окна 2, а также с узлом синхронизации, содержащим диск 9 с отверстием для прохождения светового луча от источника света 10, установленного с внешней стороны окна 2, к фотодиоду 11, установленному за диском 9. В корпусе 1 размещен узел считывания, выполненный в виде электронного прожектора, содержащего катод 12, модулятор 13, анод 14 и катушки фокусирующей системы 15, а также отклоняющей системы 16 и коллекторные пластины 17 и 18.

О

VJ го ел ю

При этом вывод 19 модулятора электронного прожектора являе ся информационным входом устройства, выводы 20 отклоняющей системы 16 адресным входом устройства, выводы 21 и 22 коллекторных пластин 17, 18 соответственно - выходом устройства и одновременно выводами для подключения к источнику постоянного напряжения. Тонкий слой 5 электрически связан с выходом 23 и не связан гальванически с корпусом устройства. Устройство содержит намагничивающую катушку 2.4 с выводами 25, выводы 26 фотодиода 11, являющиеся выходами синхронизации, а также входы 27 напряжения канала, ьход28 катода 12, вход29 катода 14, входы 30 фокусирующей системы 15 пред- ih.r.iuTieiu.MO /;fiq подключения к ним источ- нпко) напряжения, обеспечивающих требуемую величину тока. Катушки 15, 16 и /А установлены о корпусе 1 с возможностью тсмлоотводэ рассеиваемой на них тепловой мощности. Диск 3 может быть изготовлен из стекла, на которое нанесен высокоэрцигив- пыи слой J in двуокиси хрома толщиной 2 -5 мкм, поверх которою нанесен тонкий слой Г- толщиной 0,1- 0,3 мкм из фосфида галлия, пктивпрпяянного цезием, обладающею ко- эффицлен юк вторичной электронной эмиссии 5.,. 7

Способ гормомагнптной записи / счи- Ti- оания осуществляют следующим образом.

На магнитный носитель наносят тонкий слой материала, обладающего высоким коэффициентом глоричной электронной эмиссии. Далее производят термомагнитную запись, натровая мш нигный носитель записывающим электронным лучом до температуры, выше температуры точки Кюри, При люм адресацию записывающего электронного луч в определенное место на носителе, где создают элемент термома нитной записи, производят отклоняющей системой. производят считывание магнитной записи, воздсйснзуя на магнитный носи тень адресуемым отклоняющей систе мой электронным лучом. При этом в области адресации на магнитный носитель считывающего электронного луча создают электрическое поле. Предварительное нанесение на магнитный носитель гонкого слоя материала, обладающего высоким коэффициентом вторичной электронной эмиссии позволяет электронному лучу, попадающе мув определенное место покрытия выбить из него вторичные электроны, которые будут ДВ1И an сч в создаваемом электрическом попе.

Кроме того, вторичные электроны будут двигаться в магнитном поле адресуемых элементов записи - различных по направлению и величине ветектора намагниченности

участков магнитного носителя. Причем протяженность магнитных полей будет определяться как линейными размерами элемента записи, так и толщиной магнитного носителя. На движущиеся в магнитном поле эле0 мента записи электроны действует сила Лоренца, которая приводит к отклонению их траектории на угол, определяемый направлением и напряженностью вектора намагниченности считываемого элемента

5 записи.

Регистрация считываемой информации осуществляется путем измерения тока вторичных электронов, двигающихся по различным направлениям и попадающих на

0 коллекторные пластины, что позволяет получить сравнительно большие амплитуды выходного сигнала и снизить требования к динамическому диапазону последующих усилительных устройств.

5Благодаря тому, что в предлагаемом

способе в качестве считывающего луча используют электронный луч, разрешающая способность будет определяться диаметром электронного луча, а регистрация счи0 тываемой информации-путем измерения тока вторичных электронов, траектории которых определяются элементами магнитной записи, позволяет надежно считывать магнитную запись. Время адресации считывае5 мою элемента записи, а следовательно, и скорость адресации в этом случае ограничиваются только временем восстановления переходной характеристики отклоняющей электронный луч системы. Кроме того,

0 вследствие отсутствия механической системы адресации считывающего и записывающего луча и применения более точного и надежного способа адресации записывающего и считывающего электронного луча от5 клоняющей системой существенно увеличиваются точность адресации при записи и надежность считывания информации.

Работа предлагаемого устройства в ре0 жиме записи происходит следующим образом

Запись информации на ферромагнитный слой 4 диска 3 производят электронным лучом

5Так как для проведения термомагнитнои записи необходим электронный луч с энершей порядка 15 кэВ, то на выводы 19, 21 22 и 23 в режиме записи подают напряжение, примерно равное УАЗ 15 кВ. На 28 устройства подают напряжение порядка 12 В, что обеспечивает нормальный режим работы катодно-модулягорного узла 12, 13, 14. Ток наклона катода подают на входы 27. При этом ток фокусирующих катушек 15 выбирают таким, чтобы напряжен- ность магнитного поля Нфл , создаваемая фокусирующими катушками, была равна

нфз - fuAi2 ;

1flo I JII

кЛ/м,

где I расстояние от модуля 13 к диоду 3, м;

//о 4 л: 10 - магнитная постоян- ная,

I - 1.602x10 9 - элементарный электрический заряд, Кл;

m - 9,11x10 -- масса покоя электрона, кг.

Приведенное выше условие позволяет осуществить фокусировку электронного луча на поверхности диска.

Перед началом проведения термомагнитной записи импульсом тока в намагничи- вающей катушке 24, длительность которого больше или равна периоду вращения диска 3, создают стирающее магнитное поле, напряженность которого превышает коэрцитивную силу ферромагнитного слоя 4. При этом создаваемое магнитное поле стирает ранее записанную на ферромагнитном слое 4 информацию, переводя ее в монодоменное состояние. Затем производят термомагнитную запись. Через определенное время после выхода синхронизирующего сигнала с выхода 26 фотодиода 11, оптический канал которого управляется отверстием в диске 9, на вход 19 модулятора 13 подают напряжение, соответствующее информации, кото- рую необходимо записать. Электронный луч, сфокусированный фокусирующей системой 15 и адресуемый отклоняющими катушками 16. проходит сквозь тонкий слой 5 и нагревает некоторую точечную область ферромагнитного слоя 4 - элемент записи. При этом температура ферромагнитного слоя 4 в области элемента записи достигает значений, выше или равных температуре точки Кюри, переводя слой А из ферромаг- нитного в парамагнитное состояние. Причем линейные размеры нагреваемого элемента записи будут зависеть как от мощности луча, так и от времени воздействия электронным лучом на область элемента за- писи.

После окончания воздействия электронным лучом ферромагнитный слой 4 остывает, переходя из парамагнитного в

5

0

5

0

5 0 5 0 5 0 5

ферромагнитное состояние. При этом под ноздейсгвипм собственных полей рассеипа- ния ферромагнитного слоя 4 ректор намагниченности остывающих областей будет противоположно направлен к исходному вектору намагниченности слоя 4. что соот- ветсгнугт минимуму потенциальной энергии доменной структуры в области элемента записи. Адрпсуя электронный луч отклоняющей системой 16 по рздиусу вращающегося диска 3, производят образование доменных структур по некотором области ферромагнитного слоя 4, направление намагниченности которых соответствует записываемой информации.

Устройство, реализующее предлагаемый способ, работает следующим образом.

На входы 23 и 29 подают напряжение питания порядка UA п 1,5 кВ, что соответ- сгвует предельному критическому потенциалу слоя 5. При этом мощность электронного луча будет недостаточной, чтобы нагреть ферромагнитный слой 4 до температуры, пыше температуры точки Кюри, а следовательно, и разрушить записанную на нем информацию, и в то же время позволяет получить (зысокий коэффициент вторичной электронной эмиссии слоя 5, примерно равный 5.

Па выводы 21,22 коллекторных пластин 17, 18 через нагрузочные сопротивления RH1 и Rn2 (см. фиг. 2) подают напряжение Епл 100 В относительно выхода 23 (см. фиг. 1), гальванически связанного со слоем 5. При этом между пластинами 17. 18 и слоем 5 со цается электрическое поле.

Па движущийся магнитный носитель информации 4 отклоняющей системой 16 адресуют электронный луч. который фокусирующей системой 15 фокусируется на поверхности слоя 5 магнитного носителя информации 4.

Использование слоя 5. обладающего большим коэффициентом вторичной электронной эмиссии, нанесенного на ферромагнитный слой 4 - носитель информации, позволяет электронному лучу, попадающему в определенное место слоя 5, выбить из него вторичные электроны, часть из которых будет иметь скорость, близкую или равную скорости электронов луча в момент соударения их со слоем 5.

Вторичные электроны е (см. фиг. 2) будут двигаться в магнитных полях рассеивания элементов записи напряженностью Н - различных по направлению и величине вектора намагниченности участков магнитного носителя 4. Причем протяженность h магнитмых полей рассеивания будет сошмери мэ с толщиной ферромагнитного слоя 4

На движущиеся в магнитных полях рассеивания элементов записи со скоростью Ve 2 е Ц|.(Т/т вторичные электроны воздействует сила Лоренца, котрая приводит к отклонению их по круговой траектории радиусом r mVe/e ftr, H.

Искривление траектории движения электронов, в свою очередь, приводит к изменению угла вылета их из полей рассеивания на

угол и (см. фиг. 2) f. - arcsln h/i , что

приводит к перераспределению количества вторичных электронов, попадающих на коллекторные пластины 17 и 18. Если коллекторные пластины расположены на расстоянии L от покрытия 5, то линейное отклонение X траектории вторичных электронов относительно нормали к поверхности диска на расстоянии L равно

X-LH/ 0h е/2 rn UA-U « 0,371. H гтЛ Цу.п M

Например, в случае L - 10 м, Н 40 кА/гп, h 6 , UAMT 1.5 кп получают величину линейного отклонения X 2x10 м что достаточно для регистрации этого отключения электронов коллекторными пла стинами 17, 18. в электрическом поле которых они двигаются.

Таким образом, токи коллекторных пластин 17, 18 зависят от направления полета вторичных электронов, которое, п свою очередь, зависит от направления и напряженности магнитных полей, адресуемых электронным лучом элементов записи на Mat нитном носителе информации 4. Следовательно, токи коллекторных пластин будут определяться информацией, записанной на магнитном носителе информации 4. Токи коллекторных пластин 17. 18, проходя через гл-пиогивлс нил RH1 и . создают на них падение на пряжения, которое является иы одным1. сигналами устройства. В случар OTCVICTBHM на носителе 4 элемента мчгнитнои записи

изменения перераспределения токов кол- лгм торных пластин 17 18. а следовательно, и изменения напряжений на выходах 21, 23 при движении относительно пластин маг- нитного носителя происходить не будет. Формула изобретения

1Способ гермомагнитной записи / считывания информации, включающий воздействие электронного луча на движущийся

носитель при записи информации с последующей адресацией луча для регистрации считываемой информации, отличающийся тем, что, с целью повышения разрешающей способности, предварительно на магнитный носитель наносят тонкий слой материала, обладающего вторичной электронной эмиссией при этом в области адресации на магнитный носитель считывающего электронно о луча создают электрическое поле, а регистрацию считываемой информации осуществляют путем измерения тока вторичных электронов

2Устройство для термомагнитной записи / считывания информации, содержащее корпус, магнитный носитель информации, выполненный в виде магнитного диска, кинематически связанного с узлом вращения и синхронизации, и узел считывания, отличаю и; ееся тем, что, с целью повышения разрешающей способности. корпус выполнен в виде вакуумной камеры, а узел считывания в виде электронного прожектора с модулятором и отклоняющей

системой вдоль линии перемещения электронного луча установлены две параллельные коллекторные пластины равноотстоящие относительно оси электронного прожектора, перпендикулярной по0 перхности магнитного диска, при этом вывод модулятора электронного прожектора соединен с информационным входом устройства вход о клоняющей системы - с адресным входом устройства а выводы кол5 л кторных плести соединены с выходами устройства и подключены к источнику постоянно о напряжения

z, §

21

XrfTV

c I

HUHMMttHUmiU

/,

/

/ y

/ ,s, / ,. /

-&

, ,/, / ,/ / /

Фиг. Z

ff

E