Изобретение относится к области логических элементов быстродеГ1ствующи. вычислительны.х машин и систем автоматики.
Известны способы нереключения тонких магнитных пленок из одп01о устойчивого соетоя:ния в иаправлепии оси легкого памагничпваиия в дру1ое усгойчивое состояние.
Для них характерна сложная схемная реализация.
Предложенный епособ отличается тем. что нодают 1;мпулье маппп-ного ноля вдоль оси трудного памагпичиванпя. амплитуда которого превышает удвоенное поле а:низотр0нии. а длительность равна, панри.мер, временн поворота магнитного MOMCirra от оси легкого намагиичнвания до оси трудиого иамаг)1ичпваиия.
Это повышает быстродействие способа, умеиьшает потребляемую мониюсть и упрошает его схемную реалпзацпю.
Для осушсствлепия описываемого) способа переключеппя магнитных пленок вдоль оси трудного намагничивания прикладывается импульсное магпитпое поле е фроптом (порядка 0,5 нсек), амплитудой ,в 2.2- 3 раза больп1ей поля аппзотропип При этом магнитпы момеит, отклоняясь от первоначального положения в }1аправлении оеи легкого намагничивания, вследствие инерционных свойств будет совершать затухаюшие
колебання около направленпя осп трудного намагнпчпвапия. Выключая управлякмцсо магп1 тное поле в оп.ределепных фазах колебаппй. можно добпться того, что магпитпы; момент под действием поля аппзотронпи будет отклоняться к др гому ))аправленпю ticn легкого ;1амагнпч1пзания, антппараллелы 0 ;у исходпому. При псгюльзованпи управлякицич импульсов длнтель юстыо 0,6-1,2 нсск спад, магнитного поля происходит в такой фазе. что магн1ггпый момеит топкой пленки. Г;ерешедший за нанравленне оси трудного намагничивания, будет двигаться к наг1равле11пи) осп легкого намагпнчивапия, иротивоположному исходному (трнггерный эффект).
Предлагаемый способ переключения тонкой плецкп обладает рядом преимушеств но сравнеппю с пзвестпым: быстрота срабатываппя увеличивается на 1,5-2 порядка, уменыненпе длнтельности управляюгцего пмнульса ( нсек против 100 нсек) и амплитуды (ЗЯ,; против 16Як) ведет к умепьи еп1по потребляемой мощности. Вместе с этим унрошается схема, так как не иснользуются спениальпо подбпраемые элементы - индуктивность, емкость н сопротивление. Увелнчо пе скорости нереключення ведет к увел11чен1ио электродвижущей еплы, индуктируемо и съемном витке. В предлагаемом способе переключения необходпмо нспользовать li.Mпульсы тока малой длительности и отиоснтельно большой амплитуды, а выходпые сигналы имеют малую длительность. Формирование таких управляющих импульсов с высокой частотой следования и использование короткого съемного сигнала встретит в настоящее время определенные технические затруднения, в .перспективе же эта задача разрешима, а следовательно, иредлагаемый способ может найги практическое применение.
Экспериментальная проверка описываемого способа переключения тонкой магнитной OvieHKH была проведена на установке.
Для создания управляющего илгпульсного магнитного поля была изготовлена лолосковая линия. Нижняя полоска шириной 20 мм составлена из продольных шинок шириной 1,5 мм, вырезанных из фольгированного гетилакса. Толщина медной фольги 0,05 мм. Верхняя полоска составлена из 27 медных проволок, диаметром 0,07 мм, равномерно распределенных на расстоянии 19 мм. Полосковая линия была нагружена на .сопротивление 75 ом.
Импульс тока от генератора однократных импульсов передавался кабелем РК-1 длиной 1,2 м. В качестве коммутирующего элемогга генератора использовалось коаксиально встроенное ртутное реле. Импульс тока создавался разрядом кабеля РК-1 на полосковую линию ртутным реле через контакты ртуть-ртуть. Известно, что полученные подобным образом имиульсы тока имеют время нарастания меньще 0,5 нсек. Длительность импульса изменяли подбором длины разряжаемого кабеля.
В качестве индикатора магнитного состояния тонкой пленки была выбрана установка, работающая на основе магн1ггооптического эффекта Керра. Световой поток после анализатора поступал на фотоэлектронный умножитель, на выход которого был включен осциллограф С1-19. Изменен 1е магнитного момента вдоль направления оси легкого намагничивания с помощью данной установки можно измерять с точ)1остью до . При проведении эксперимента были пснользованы пер.маллоевые пленки, иолученные термическим иснареннем в вакууме порядка мм рт. ст. на стекляннЕяе подложки. Температура подложек при испарении варьировалась от 100 до 350°С. Диаметр пленок
8 мм, толщина 800-2000 А. Пленки нмели угловую дисперсию от 0,5 до 6°. Все испытанные тонкие магнитные иленки оказалось возможным переключать предлагаемым способом.
В качестве примера на фиг. 1 приведены результаты нсследования пермаллоевой пленки, нмеюн1,сй коэрцитивную силу 96 а/м, поле апизотропии 176 а/м, угловую дисперсию
1,5°, толпдину 1100 А, где показала зависим.ость переключенного магнитного момента от длительности импульса при фиксированном значении амллитуды магнитного ноля, равного 540 а/м, приложенного вдоль оси
трудного намагничивания. Из фнг. 1 видно, что движение магнитного момента колебательное, полное переключение магнитного момента происходит в двух интервалах длительностей унравляющего импульса 0,6-
1,25 нсск и 2,5-2,7 нсвк. Первый интервал достаточно широк и более удобен для использования.
Ма фиг. 2 приведена зависимость переключеннного магнитного момента от амплитуды
импульсного магнитного ноля, приложенного вдоль оси трудного намагничивания при фиксированной длительности имлульса равной 1,25 нсск; при нолях (330-530) а/м нереключение магнитного момента наиболее устойчивое.
Из результатов экснеримента видно, что предлагаемый сиособ переключения тонких магнитных пленОК вполне работоспособен и может быть нспользован при разработке логических устройств для быстродействующих вычислительных машин.
Предмет изобретения
Сиособ переключения тонких магнитных плепок 13 одного устойчивого состояния в направлении оси легкого намагничивания в другое устойчивое состояние, отличающийся тем, что, с целью повышения быстродействия,
уменьп ение потребляемой мощности и упрощения его схемной реализалии, иодают импульс магнитного ноля вдоль оси трудного намагничивания, амнлнтуда которого превыHiaeT удвоенное поле анизотронни, а длительность равна, например, времени поворота магнитного момента от оси легкого намагничивания до оси трудного на.магничивания.
V
0,5
t -Hcef y
Фиг. 2
