Способ продвижения решетки цилиндрических магнитных доменов

СОЮЗ СОВЕТСКИХСОЦИАЛИСТИЧЕСКИХРЕСПУБЛИК ЭШ 1 с 11 С 11 14 ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССРПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯК АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ Г лелэиослт аул(71) Донецкий физико-техническийинститут АН Украинской ССР(54) (57) СПОСОБ ПРОДВИЖЕНИЯ РЕШЕТКИ ЦИЛИНДРИЧЕСКИХ МАГНИТНЫХ ДОМЕНОВ,основанный на воздействии на домено- с содержащую пленку однородным импульсным магнитным нолем и постоянным магнитным полем смещения, о тл и ч а ю щ и й с я тем, что, сцелью упрощения продвижения решеткицилиндрических магнитных доменов,воздействие однородным импульсныммагнитным полем осуществляют импульсами длительностью 2-10 мкс, при 4 Ьмсуммарная амплитуда напряженностейукаэанных магнитных полей Нсс,н составляет 0,3(41 сМб) ( Нсмм Идол с гДе4 к МВ - намагниченность насыщеииядоменосодержащей пленки; Нкос - напряженность поля коллапса решеткицилиндрических магнитных доменов.Изобретение относится к вычислительной технике и может быть использовано при построении запоминающихустройств на решетках цилиндрическихмагнитных доменов (РЦМД), а такжедисплеях, транспарантах и т.д.5Известные способы градиентногопроднижения РЩЧД, а именно токовыйи полевой, обладают рядом существенных недостатков, к которым следуетотнести невысокое быстродействие,большую рассеиваемую мощнбсть исложную технологию изготовления,сняэанную с необходимостью применения фотолитографии Ц .Использование явления безградиент ного продвижения РЦМД существеннымобразом расширяет функциональныевозможности устройств надоменныхрешетках и упрощает их технологию.Наиболее близким к предлагаемому р 0является способ безградиентногопродвижения решетки ЦМД, основанный на приложении к пленке, содержащей ЦМД с вертикальными блохов-скими линиями (ВБЛ)р постоЯннОГО 5планарного поля и перпендикулярныхповерхности пленки однородного импульсного магнитного поля и постоян.ного магнитного поля смещения. Механизм продвижения домеНной решеткив данном случае обусловлен вращением ВБЛ по периметру ЦМД.. Существенным недостатком способа является самопроизвольная аннигиляция вертикальных блоховских ли"ний и, следовательно, нежелательноепереключение состояния стенки домена, приводящее в конечном итоге кпотере информации. И хотя этот не-,достаток можно устранить, используя магнитное импульсное поле воэ" 40буждения н плоскости пленки, динамичеокая устойчивость доменов приданном способе трансляции остаетсяневысокой,Кроме того, серьезным недостатком укаэанного метода трансляциидоменной решетки является то, чтоон применим лишь для определенныхтипов ЦМД, а именно для доменов сминимальным числом пар ВБЛ в границе, в результате чего необходимыдополнительные затраты времени исредств на формирование регулярнойрешетки цилиндрических доменов сзаданным состоянием стенок. О, Зх 4 пМБ с Нсв+ймп с Н колФормируя таким способом решетку 55 ЦМД на нижней границе одной из эон иувелйчивая амплитуду имйульсногомагнитного поля от значения Н Л,Пи%вызывают при некоторой амплитудеимпульсов (НиипН Й" ) трансляцион 60 "ное перемещение решеточного массивадоменов на участке пленки междупроводниками (фиг. 2), Направлениедвижения решетки доменов перпенди кулярно токопроводникам. Одновременно с процессом трансляции РЦМД проЦель изобретения - упрощение продвижения решетки ЦМД.Поставленная цель достигается тем, что согласно известному способу, основанному на воздействии на доменосодержащую пленку постоянным магнитным полем смещения и однородным импульсным магнитным полем, воздействие однородным импульсным полем .осуществляют с длительностью импульсов 2-,10 мкс, причем Суммарная амплитуда напряженности указанных магнитных полей Нс М состайУщбт 0,3(4 пМ)4 Н,мМНсол, где 4 иМЗ- намагниченность насыщения доменосодержащей пленки; Н кол - напряженность поля коллапса решетки ЦМД,На фиг. 1-4 изображены зоны формирования решетки ЦМД в различные моменты времени.В соответствии с предлагаемым способом продвижение решетки ЦМД осущестнляется следующим образом.К магнитной пленке с. исходной лабиринтиой доменной структурой прикладывают перпендикулярно ее поверхности постоянное магнитное поле смещения и однородное импульсное магнитное поле. Импульсное магнитное поле создают путем подачи импульсов тока в два параллельных проводника плоскбй формы (такая форма проводников значительно улучшает однородность поля между ними, когда одинаковые по величине токи текут в них в противоположных направлениях). Токопронодники могут наноситься или непосредственно на доменосодержащую пленку, или на стеклянную пластину, к которой затем прикладывают исследуемый образец. При таком воздействии на пленку н ней в результате разрыва полосовых доменов исходной лабиринтной структуры и последующего магнитостатического взаимодействия образовавшихся "кусков"страйпов формируется плотноупакованная гексагональная решетка цилиндрических магнитных доменон. При заданной величине постоянного поля смещения зона формиро" . вания данной решетки имеет характерный вид, представленный на фиг, 1. Изменение величины поля смешения тре" бует изменения параметров однородного импульсного магнитного поля, необходимых для формирования РЦМД, что в конечном итоге приводит к существованию целого набора подобных зон устойчивого формирования, При этом для амплитуд управляющих магнит. ных полей выполняется условие10389 бб 2 3, Ф Х ю 7 8Длитвънаетэ имлдлв са (ннс)Фиг,2 исходит генерация доменов у края .одного из проводников и аннигиляцияих на границе другого. Так что процесс движения доменной решетки непрерывен. По мере увеличения амплитудыоднородного импульсного поля (при 5неизменной его длительности) в пределах области существова,ния движущейся РЦМД скорость решеточного массива ЦМД возрастает.Данный способ продвижения РЦМД 10экспериментально проверяют и отра. батывают на эпитаксиальной пленке,феррита-граната состава (Ец, То,Са)з .(Ре, Ое)0 выращенной на под,ложке гадолинийгаллиевого граната 15с ориентацией 111. Пленка имеетследующие параметры: толщина и1,6 мкм; поле коллапса НиоА =178 Э,характеристическая длина 0=0,2 б мкм;намагниченность насыщения 4 Мб ==397 Гс.Наблюдения за процессом трансляции РЦМД проводят с помощью эффектафарадея на магнитооптической установке, собранной на базе поляризационного микроскопа. Для удобствавизуального наблюдения используютнизкую частоту повторения однородного импульсного магнитного поля. (М, =1 кГц),На фиг. 3 представлены результаты исследования движения решеткив пленке укаэанного состава приразличных значениях поля смещения иоднородного импульсного магнитногополя (найдена область существова- З 5ния движущейся РЦИД и выявлен характер изменения скорости движения решетки доменов в зависимости от количественного соотношения внешнихмагнитных полей), 40 Абсциссы крайних точек кривой являются граничными условиями трансляции РЦМД. В пределах области траНсляции при увеличении поля смещения и соответствующем уменьшении величины однородного импульсного магнитного поля условие движения РЦМД, представленное суммой двух внешних магнитных полей (Н +Н "см имп ф изменяется в сторону увеличения.При заданных величинах управляющих полей изменения скорости продвижения РЦМД можно достичь изменением длительности импульсов магнитного поля. Результат такого изменения представлен на фиг. 4.На основании экспериментально полученных данных делают выбор оптимального, с точки зрения энергозатрат на трансляционное перемещение решеточного массива доменов, дна" пазона длительностей импульсного магнитного поля в пределах 2-10 мкс.Технико-экономические преиму-. щества предлагаемого способа продвижения РЦМД заключаются в упрощении существующих устройств продвижения решеток ЦМД и снижении их удельной стоимости благодаря очень простой технологии изготовления; в расширении рабочих пределов устройств на РЦМД благодаря широкому диапазону изменения управляющих внешних магнитных полей; в возможности изменения скорости трансляции доменной решетки и минимизироваиия (благодаря использованию небольших скоростей)мощнос" ти, потребляемой доменосодержащей пленкой; в простоте обеспечения регулярности решетки за счет однород" ного распределения сил, действующих на домены при трансляции РЦМД.