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

,1

Изобретение относится к области цифровой вычислительной техники и может использоваться для преобразования информации, определяемой направлением намагниченности участка пленки, в электрический сигнал.

Принцип действия магниторезистивных устройств на тонкой магнитной пленки основан па зависимости их сопротивления от угла между намагниченностью и измерительным током. Сопротивление магниторезистивного элемента максимального, если вектор намагниченности направлен параллельно измерительному току, и минимально, если вектор намагниченности перпендикулярен к измерительному току. При изменении направлеПИЯ намагниченности пленки на противоположное, величина ее сопротивления остается неизменной.

Известны магниторезистивные устройства для считывания магнитных доменов, содержащие плоскую магнитную пленку с расположенным в ней каналом распространения доменов и измерительный узел 1, 2.

Одно из известных магниторезистивных устройств содержит топкую магнитную пленку с каналом распространения доменов и тонкопленочный пермаллоевый детектор, расположенный над этим каналом 1. В схемах на плоских магнитных доменах такое устройство считывания потребовало бы наличия дополнительных слоев и дополнительных технологических операций.

Наиболее близким техническим решением к изобретению является магниторезистивное устройство для считывания плоских магнитных доменов, которое содержит, как и предложенное, тонкую магнитную пленку с расположенным в ней каналом распространения плоских магнитных доменов и измерительный узел, гальванически связанный с этим каналом 2.

Однако такое устройство имеет ограниченную чувствительность, что обусловлено следующими причинами. Чувствительность считывающего устройства пропорциональна ширине канала, а также синусу угла между вектором намагниченности информационного домена и осью легкого намагничивания. Угол с максимальным синусом в известном устройстве достигается путем выбора малой ширины канала, обесиечивающей иреобладание анизотропии формы каиала над одноосной анизотропией пленки. При этом не используется возможность иовышеиия чувствительности за счет увеличения ширины канала. Кроме того известно, что при выборе мии 1-мально возможной ширины канала невозможно получить угол между вектором намагничениости домена и осью легкого намагничивания, равный 90°, только за счет конфигурации канала.

. Цель изобретения - повышение чувствительности магниторезистивного устройства дл считывания плоских магнитных доменов. Это достигается тем, что в магниторезистивное устройство для считывания плоских магнитных доменов, содержащее тонкую магнитную пленку с расположенным в ней каналом распространения плоских магнитных доменов и измерительный узел, гальванически связанный с указанным каналом, включен источник внешнего однородного магнитного поля, направленного перпендикулярно к оси легкого намагничивания канала распространения плоских магнитных доменов, выходной участок которого выполнен симметрично относительно оси канала.

На фиг. 1 и 2 изображены возможные конфигурации магниторезистивного устройства.

Устройство содержит канал I распрострапения плоских магнитных доменов, расположенный в тонкой магнитной пленке 2 и имеюш,ий выходной участок 3, симметричный относительно оси 4 канала. Ось канала направлена параллельно оси 5 легкого намагничивания пленки 2. Измерительный узел подключают к контактным площадкам 6, 7 и 8. Два плеча симметричной структуры измерительного узла включают в измерительную схему как смежные плечи моста, причем контактная площадка 7, пересекаемая осью 4 канала, является общим контактом двух смежных плеч мостовой измерительной схемы. Контактные площадки 6 и 8 расположены симметрично относительно оси канала таким образом, что ось 9, проходящая через центры контактных площадок 6 и 7, перпендикулярна к оси 10, проходящей через центры контактных площадок 7 и 8. Выходной участок 3 вместе с контактными площадками 6, 7 и 8 окружен незамкнутой (не пересекающей канал 1) изолирующей щелью 11. Источник внешнего однородного магнитного поля создает поле Я, направленное перпендикулярно к оси 5 легкого намагничивания.

Во время считывания по двум плечам симметричной структуры протекают токи Il и 2, равные по величине и направленные по осям 9 и 10 соответственно. Выходной сигнал измеряется между контактными площадками 6 и 8. При отключенном источнике внешнего магнитного поля углы между вектором намагниченности выходного участка 3 (Aio в случае отсутствия домена обратной намагниченности и MI при его наличии) и токами fi и fg равны по абсолютной величнпе и, следовательно, сонротивления обоих плеч равны, а выходной сигнал - 0. При включении внешнего однородного магнитного поля Н, направленного

перпендикулярно к оси 5 легкого намагничивания и по величине составляющего (0,6-0,8) поля анизотропии пленки, вектор намагниченности поворачивается на 45°, т.е. вектор MQ новорачивается параллельно оси 9 в положение MO , что приводит к увеличению сопротивления между контактными площадками 6 и 7 и уменьшению сонротивления между контактными площадками 7 и 8, а вектор MI поворачивается параллельно осп 10 в положение AJ , в результате повышается сопротивление между контактными площадками 7 и 8 и понижается сопротивление между контактными

площадками 6 и 7. Таким образом, выходное напряжение, измеряемое между контактными площадками 6 и 8, в зависимости от направления намагниченности участка 3 при наличии внешнего поля имеет разный знак. Чувствительность устройства не изменится, если направить внешнее ноле Я в противоположную сторону.

Наличие внешнего поля позволяет сделать угол поворота вектора намагниченности не

зависящим от формы и размеров выходного участка и повысить чувствительность считываюшего устройства путем оптимизации формы и размеров и оптимизации угла поворота вектора намагниченности, а выполнение выходного участка - в виде симметричной структуры, два плеча которой включены в измерительную схему как с.межные плечи моста, и дополнительно увеличить вдвое чувствительность считывающего устройства.

Формула изобретения

Магннторезистивное устройство для считывания нлоских магнитных доменов, содержащее тонкую магнитную пленку с расположенным в ней каналом распространения плоских магнитных доменов и измерительный узел, гальванически связанный с указанным каналом раснространения нлоскнх магнитных доменов, отличающееся тем, что, с целью повышения чувствительности устройства, оно содержит источник внешнего однородного магнитного поля, направленного нернендикулярно к оси легкого намагничивания канала

раснространения плоских магнитных доменов, выходной участок которого выполнен симметрично относительно оси канала.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе:

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

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

Фиг. 2