Способ регистрации цилиндрическихмагнитных доменов

ОП ИСАКИИ п)796910ИЗОБРЕТЕН ИЯК АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ Союз Советсни кСоциалистическихРеспубликапо делам нзебретеннй и вткрцтнйОпубликовано 15.01.81. Бюллетень Р 1 е 2 Дата опубликования описания 18,01.81(54) СПОСОБ РЕГИСТРАЦИИ ЦИЛИНДРИЧЕСКИХ МАГНИТНЫХ ДОМЕНОВ, ках 2. 1Изобретение относится к вычислительной технике и может быть использовано для индикации и детектирования слабых локальных магнитных потоков, в частности потоков цилиндрических магнитных доменов (ЦМД).Известен способ регистрации ЦМД, основанный на измерении гальваномагнитных эффектов Холла и Гаусса в полупроводниковых материалах 1.1 ООднако при переходе к регистрации ЦМД микронных и субмикронных размеров в ферритгранатовых структурах этот способ малоэффективен, поскольку уменьшение геометрических размеров чувствитель 1 Б ного элемента ведет к пропорциональному уменьшению величины сигнала считывания. Кроме того, глубина модуляции энергии внешнего источника потоком рассеяния ЦМД зависит от хопповской подвижности носителей в датчике, которая падает вследствие относительного увеличения роли поверхности полупроводника и рассеяния носителей на границе, что снижает отношение сигнал/помеха и надежность выделения полезного сигнала с датчика ЦМД. Отрицательное влияние поверхностных эффектов особенно ярко выражено в полупроводниковых пленочных образцах с относительно развитой поверхностью и повышенной концентрацией структурных дефектов .Наиболее близким к предлагаемому является способ регистрации ЦМД, основанный на измерении ЭДС Холла И/ИЛИ Гаусса в тонких полупроводниковых пленНедостатком данного способа является низкое отношение 2-5 ДБ полезного сигнала к уровню помехи, наводимой внешними управляющими магнитными полями, а также сравнительно низкая чувствительность 0,2, В/А к слабым магнитным полям ЦМД вследствие рассеяния носителей тока на поверхности пленки и уменьшения подвижности носителей с уменьшением толщины образца./Указанная цель достигается тем, чтоформируют толщину полупроводниковой5пленки, равную длине волны Де-Бройлянеосновных носителей, наносят на полу-,проводниковую пленку ферромагнитнуюпленку и поддерживают температуру, которая соответствует глубине модуляциизапрешенной эоны полупроводниковойпленки, большей ее тепловой энергии.В тонких пленках полупроводников иполуметаллов, толщина которых сравнимас длиной волны Де-Бройля носителей тока, возможно проявление специфическихэффектов, обусловленных квантованиемдвижения носителей по нормали к поверхности пленки, Эффект квантования энергетического спектра носителей тока втаких пленках является следствием ограниченности пленки в одном измерении,например, в направлении нормали, Приэтом проекция квазиимпульса, перпендикулярная плоскости пленки, не определена,что следует из соотношения неопределен-ностей Гейзенберга. Поэтому энергияэлектрона в пленке, так же как и любойдругой квазичастицы, определяется продольными проекциями кваэиимпульса (вплоскости) и дискретным квантовым числом по нормали. В полупроводниковыхпленках кваэидискретность спектра носителей тока проявляется в осциллирующейзависимости термодинамических, оптиче -ЭЮских и кинетических характеристик оттолщины пленки, причем размерные зависимости удельного сопротивления, магнитосопротивления, постоянной Холла и халовской подвижности претерпевают аномально большой скачок при определенныхзначениях толщины пленки. Аномальное(квантованное) изменение магнитосопротивления и постоянной Холла может надва порядка превышать их классические45значения, что может быть использованодля эффективной регистрации слабых магнитных потоков ЦМД, Степень вырождения неосновных носителей в пленке пропорциональна напряженности магнитногополя, поэтому предлагаемый способ моМжет быть реализован использованиемдвухслойной пленочной структуры полупроводник-ферромагнетик с высокой магнитной проницаемостью. Последний, насыщаясь полем домена, может рассеивать непосредственно у своей границы значительно более сильное магнитное поле, .чем 10поле ЦМД, увеличивая тем самым размерный эффект,На фиг. 1 изображена конструкцияустройства, реализующая предлагаемыйспособ регистрации ЦМД; на фиг. 2 - видосцилляций выходного сигнала д в зависимости от толщины пленки 1 , кратнойдлине волны Це-Бройля 9,Устройство для регистрации ЦМД содержит магнитоодноосную пленку 1 сЦМЙ 2, на поверхности которой расположен датчик 3 иэ тонкой полупроводниковой пленки с омическими контактами 4,выполненными из пермаллоя. Датчик 3выполнен в виде клина с целью обеспечения условия квантования магнитосопротивления в некоторой области, Контакты4 являются одновременно магнитнымиусилителями поля рассеяния ЦМД 2 .При прохождении ЦМД 2 под датчиком3 магнитосопротивление датчика претерпевает скачок, вследствие чего на выходе датчика появляется сигнал Д , величина которого зависит от толщиныдатчика. Эффективность считывания существенно повышается с уменьшениемтемпературы.Предлагаемый способ позволяет уверенно регистрировать потоки ЦМД субмикронных. и микронных размеров без ихпредварительного расширения, повыситьчувствительность и уровень выходногосигнала при считывании ЦМД до 2-5 мВ.Формула изобретенияСпособ регистрации цилиндрическихмагнитных доменов, основанный на измерении ЭДС Холла И/ИЛИ Гаусса в тонкихполупроводниковых пленках, о т л и ч а -ю щ и й с я тем, что, с целью повышения чувствительности и отношения сигнал/помеха, формируют толщину полупроводниковой пленки, равную длине волны ДеБройля неосновных носителей, наносятна полупроводниковую пленку ферромагнитную пленку и поддерживают температуру, которая соответствует глубине модуляции запрещенной зоны полупроводниковой пленки, большей ее тепловой энергии,Источники информации,принятые во внимание при экспертизе1. Боярченков М, А. и др, Магнитныедоменные логические и запоминающиеустройства. МЭнергия, 1964.2 а 1 ЕЕЙ,Тгаьэ, "оп., Ч. МАС 8, 1972, % 3, р. 457 (прототип),Составитель Ю. Розентальдактор К. Волощук Техред С.Мигунова Корректор Н, Стецаказ 9779/70 Тираж,686 ПодписноеВНИИПИ Государственного комитета СССРпо делам изобретений и открытий113035, Москва, Ж 35, Раушская.наб., д. 4/5лиал ППП Патент, г. Ужгород, ул. Проектна