Магниторезистивное устройство для считывания плоских магнитных доменов Советский патент 1976 года по МПК G11C7/00 G11C11/14 

Изобретение относится к области вычислительной техники и может быть использовано при построении запоминающих и логических устройств на магнитных доменах. Известны магниторезистивные устройства для считывания магнитных доменов, содержащие расположенный в магнитной пленке канал раснространения доменов и узел измерения сопротивления, связанный электрически с каналом 1,2. Принцип действия магниторезистивных устройств на тонкой магнитной пленке основан на зависимости их сопротивления от утла между намагниченностью и измерительным током. Известны магниторезистивные устройства, содержащие детектор из тонкой магнитной пленки, находящийся под выходными элементами канала распространения доменов 1. Такое устройство требует для своего изготовления ряд дополнительных технологических операций. Наиболее близким техническим решением к данному изобретению является магниторезистивное устройство считывания плоских магнитных доменов, содержащее высококоэрцитивную маг}П1тную пленку, в которой расположен наклонный участок низкокоэрцитивнога канала распространения доменов, и узел измерения сопротивления, связанный электриески с участком низкокоэрцитивного канала распространения доменов 2. Чувствительность этого известного устройства определяется отношением разностного напряжения на детекторе к измерительному току, т. е. разностью сопротивлений выходного } аклонного участка канала при наличии и отсутствии домена в нем. При оптимальном расположении контактов по отношению к каналу чувствительность :G..sin2p, р т где А разность сопротивлений при наличии и отсутствии домена; магниторезистивный коэффициент; р - удельное сопротивление пленки; Т - толщина пленки, р - угол между осью выходного участка канала « осью легкого намагничивания пленки, G - коэффициент, зависящий от размеров и формы контактов, расстояния между ними, параметров участков пленки, шунтирующих измеряемое сопротивление, и ширины выходного участка канала. Однако известное устройство имеет ограниченную чувствительность считывающего устройства, так как поворот вектора намагниченности канала при наличии в нем домена обратной намагниченности на угол 2р по отношению к оси легкого намагничивания имеет место в случае, если анизотрония формы канала преобладает над одноосной анизотропии пленки, т. е. если выполняется условие

4пМ,(- )Яй, где MS

намагниченность а

насыщения пленки; Hh - поле анизотропии пленки, а - ширина канала. Следовательно, величина а ограничена сверху (для устройств на плоских магнитных доменах с УИз 800Гс,

о

и А должно быть а с150мкм). В противном случае вектор намагниченности поворачивается на значительно меньший угол по отношению к оси легкого намагничивания устройства, что приводит к снижению чувствительности. В то же время коэффициент G пропорционален ширине канала, поэтому ограничение величины а не повышает чувствительность считываюи1,его устройства.

С целью повышения чувствительности магниторезистивного устройства для считывания плоских магнитных доменов в нем наклонный участок канала распространения доменов выполнен в виде гребенки с параллельными ветвями, оси которых расположены под углом 20-40° к оси легкого намагничивания магнитной пленки.

На фиг. 1 и 2 изображены возможные конструкции магниторезистивного устройства для считывания плоских магнитных доменов.

Устройство содержит пизкокоэрцитивный канал 1, предназначенный для управляемого распространения домена обратной намагниченности по высококоэрцитивной магнитной пленке 2 и имеющий наклонный участок, выполненный в виде гребенки с параллельными ветвями 3. Ширина каждой ветви обеспечивает преобладание анизотропии формы ветви над одноосной анизотропией пленки, т. е. выбирается минимально возможной с учетом обеспечения необходимого быстродействия и простоты изготовления устройства. Продольная ось 4 наклонного участка составляет с осью 5 легкого намагничивания угол р. Узел измерения сопротивления подключается к контактным площадкам 6 и 7. Ось 8, проходящая через центры контактных площадок 6 и 7, расположена под углом 9 к оси легкого намагничивания 5. Ветви 3 с контактными площадками 6, 7 окружены незамкнутой (не пересекающей канал 1) изолирующей щелью 9, минимизирующей шунтирование измеряемого сопротивления массивом пленки 2.

В момент считывания на контактные плопдадки 6 и 7 подается импульс измерител1люго тока i и измеряется разность потенциалов между контактами плоп1,адками 6 и 7. Ток i направлен по оси 8, т. е. под углом 6 к оси легкого намагничивания 5. В отсутствие информационного домена в ветвях 3 (фиг. 1 и 2) угол между током i и вектором намагниченности MQ в этих ветвях, направленным по оси 5 легкого намагничивания в ту же сторону, что и вектор намагниченности М высококоэрцитивной пленки, окружающей канал 1, равен О, сопротивление между контактными площадками 6 и 7 максимально для данной конфигурации устройства.

При наличии домена обратной намагниченности в ветвях 3 угол между вектором намагниченности MI в этих ветвях и осью 5 легкого намагничивания равен Р+р, где р-- угол между намагниченностью MI и осью 4 (при

обеспечении преобладания анизотропии формы ветвей 3 над одноосной анизотропией пленки Р Р). Угол между намагниченностью Mj и током i равен л- (0+;р-ЬР). а сопротивление между контактами 6 и 7 минимально.

Для пленок состава NiFeCo 72:15:13 с р 26 мкОм.см и Др/р 0,8% при р 30°,

, А, а 50 мкм и экспериментально получена чувствительность считывающего устройства 6 мВ/А, что вдвое превышает чувствительность прототипа, полученную при использовании пленок с Др/р 1,5% и мкм на неразветвленном канале.

Формула изобретения

Магниторезистивное устройство для считывания плоских магнитных доменов, содержащее высококоэрцитивную магнитную пленку, в

которой расположеп наклонный участок низкокоэрцитивного канала распространения доменов, и узел измерения сопротивления, связанный электрически с участком иизкокоэрцитивного капала распространения доменов, отл и чающееся тем, что, с целью повышения чувствительности устройства, наклонный участок канала распространения доменов выполнен в виде гребенки с нараллельными ветвями, оси которых расположены под углом 20-

40° к осп легкого намагничивания магнитной пленки.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе изобретения:

1.К. Takahasi et al. IEEE Trans. Magn., V.MAG-8, No. 3, 1972.

2.R. Spain et al. IEEE Trans. Magn., V.MAG-7, No. 2, 1971.

/