Способ управления информационным состоянием ячейки магнитооптического транспаранта

(9 4 С 02 7 1/09, 3/00 ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯК АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУйГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ СССРПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЫТЮ(71) Московский ордена Ленина и ордена Октябрьской Революции энергетический институт(56) Кгцшше 1. Ргореггдеэ апй арр 11.- сагопэ оГ 1 дий ржаве ерйаха 1 . ЕагпеС Й 11 ш хп ша 8 пейоорйс дага эо-, йа 8 е.-МЙсгое 1 есгопйс, 193, 9 5, р. 562-572.Губарев А.П., Кубраков Н,Ф., Червоненкис А.Я. Исследование процесса перекпючения ячейки магнитооптического транспаранта. - В кн.: Тезисы докл. Ч 111 Всес. школы семинара "Новые магнитные материалы для микроэлектроники", Донецк, ФТИ, 1982, с,268-270.(54) СПОСОБ УПРАВЛЕНИЯ ИНФОРМАЦИОННЫМ СОСТОЯНИЕМ ЯЧЕЙКИ МАГНИТООПТИЧЕСКОГО ТРАНСПАРАНТА(57) Изобретение относится к оптоэлектронике и может быть использовано для повышения эффективности работы магнитооптических управляемых, транспарантов (МОУТ). Целью изобретения является повышение надежности пе" реключения ячейки МОУТ на основе низ,кокоэрцитивной магнитоодноосной пленки с цилиндрическими магнитными доменами. Переключение ячейки происходит за счет сдвчга доменных стенок в том случае, когда амплитуда импульса управляющего магнитного поля больше поля коллапсирования домена внутри ячейки, но меньше величины порогового поля переключения, 2 ил.5 1 О 15 20 25 30 Э 5 40 45 50 55 Изобретение относится к информационной технике и может быть использовано для повышения эффективности и надежности работы магнитооптических управляемых транспарантов, нвлример при реализации на их основе магнитооптических логических элементов.Целью изобретения является повышение надежности переключения ячейки.На фиг.1 изображена аксиально симметричная ячейка магнитооптического транспаранта на основе низкокоэрцитивной магнитоодноосной пленки в виде рельефной структуры; на Фиг,2 зависимость равновесного поля цилиндрического магнитного домена (ЦМД), соосного с аксиально симметричной ячейкой, от его радиуса,(предполагается линейное изменение толщины пленки от идо ина границе ячейки).Переключение ячейки 1 магнитооптического транспаранта происходит за счет сдвига доменных стенок 2 из участков пленки,.прилегающих к ячейке, вовнутрь самой ячейки 1, что приводит к смене знака намагниченности М 5 последней (смене информационного состояния логического элемента), Границы ячеек магнитооптического транспаранта являются потенциальными барьерами, препятствующими движению доменных стенок 2 и обеспечивающими тем самым пороговый характер переключения ячейки 1. Переключение ячейки происходит в том случае, когда амплитуда импульса управляющего магнитного поля Н; больше порогового поля Нпереключения ячейки 1, которое может быть найдено из условий устойчивости ЦМД, соосного ячейке 1. Устойчивые конфигурации 1 Р 1 Д, характеризующиеся его радиусом, образуются при условиях Н = Н , где Н - равновесное поле ЦМД, Н- величинаЭН внешнего магнитного поля, и в .-" с О,ах Первое условие определяет равновесие сил, действующих на доменную стенку 2, а второе условие - устойчивость Р 1 ДХарактер приведенной на фиг,2 зависимости Н (х) ведет к следующим яв 0лениям.Если первоначально ячейка 1 намагничена в отрицательном направлении оси ОХ(состояние 0 логического элемента) и доменные стенки 2 находятся в областях магнитоодноосной пленки, где хЬ, то при незначительном увеличении внешнего магнитного поля Н прежде всего происходит формировайие ЦМД с радиусом х=Ь, т.е. доменные стенки 2 из ббластей магнитоодноесной пленки вне ячейки перемещаются на ее границы, Дальнейшее увеличение внешнего магнитного поля до значений Нс Н не вызыпорвает соответствующего смещения доменных стенок 2, поскольку их движению препятствует потенциальный барьер на границе ячейки 1.Когда величина внешнего магнитного поля Нпревышает величину порогового поля переключения Нщ ячейки 1, происходит перемагничивание ячейки 1 (переход логического элемента в информационное состояние "1").Если к ячейке 1 одновременно с дополнительным внешним магнитным полем Нприкладывается импульсное управляющее поле Н, то происходит перемагничивание ячейки 1 в том случае, если сумма этих полей больше величины порогового поля переключения Н ,р (Н +Н;Н ). Однако, в указанном случае,цлительность; ймпульсного управляющего поля Р и величина Н; этого поля должны быть достаточно велики, чтобы обеспечить полное перемагничивание ячейки 1. В общем случае длительность импульса управляющего поля должна удовлетворять условию (Ц - х,)/Ч, с. , где х,. - минимальный радиус устойчивых ЦМД в магнитоодноосной пленке с толщиной й76 т скорость движения доменных стенок 2;- 50 - 100 мкм. При хо = 5 10 мкм, Ч, - 10 м/с длительность импульса управляющего магнитного поля должна быть не менее 5 - 10 мкм. При более коротких импульсах полное перемагничивание ячейки не происходит, если Н ( Н, где Н , - поле коллапси-. рования ЦМД вовнутрь ячейки 1 (Фиг. 1) .сли величина внешнего магнитного поля Нв, удовлетворяет соотношению Н , ) НН то перемагничивание ячейки 1 осуществляется импульсом управляющего магнитного поля Нч гораздо меньшей длительности, чем время полного перемагничивания ячейки 1. При этом амплитуда Н; импульса управляющего магнитного поля определяется условием НН р - Н . Экспериментально наблюдается перемагничивание ячеек в феррит-гранатовых1277пленках импульсами управления длительностью порядка 10 нс. Импульс управляющего магнитного поля фактически осуществляет здесь запуск процесса перемагничивания ячейки 1, Про должение процесса перемагничивания до смены информационного состояния ячейки 1 осуществляется только за счет энергии дополнительного магнитного поля. Минимальное значение длительности импульса управляющего магнитного поля определяется неравномер- ностью наклона границ ячеек в областях х 3 а, Ъ и ограниченностью величины скорости движения доменных стенок. Наличие дополнительного магнитного поля, близкого по величине Н , позволяет существенно уменьшитьпор фвеличину импульса управляющего магнитного пбля. Однако из-за наличия неравномерности ьН, величин порогового поля перемагничивания для различных ячеек транспаранта снижение величины Н управляющего магнитного поля до значений, меньших 2 6 Н ,р, 25 недопустимо из-за возможности неконтролируемого перемагничивания ячеек транспаранта, находящихся в одной строЖе(столбце) с переключаемой ячейкой. Экспериментально получены значения величин управляющего тока транспаранта, равные 1 О - 20 мА, достаточные для осуществления запуска процесса перемагничивания ячеек транспаранта.При матричной схеме адресации маг 35 нитооптического транспаранта без использования магнитного поля требуются импульсные переключающие (управляющие) токи порядка 1 А при длитель 40 ности управляемого импульса тока порядка 1 О мкс (размер ячеек транспаранта порядка 100 х 100 мкм). При ис 053 4пользовании дополнительного магнитного поля, создаваемого с помощью специально рассчитанных соленоидов квазипостоянного тока, обеспечивающих однородность магнитного поля на уровне 1 - 5 Е при размере рабочего поля транспаранта 10 х 10 см , осуществляется управление перемагничиванием ячеек транспаранта импульсами тока длительностью порядка 10 нс и амплитудой 10 - 20 мА,Предлагаемый способ управления информационным состоянием ячейки магнитооптического транспаранта позволяет получить высокую надежность быстрого переключения ячейки путем выбора оптимального соотношения между величинами НННкдкпор вкфФормула изобретенияСпособ управления информационным состоянием ячейки магнитооптического транспаранта на основе низкокоэрци- тивной магнитоодноосной пленки с цилиндрическими магнитнъми доменами, заключающийся в перемагничивании ячейки с помощью импульса управляющего магнитного поля, перпендикулярного плоскости пленки, причем к ячейке в течение времени ее перемагничивания прикладывают дополнительное магнитное поле, направление которого совпадает .с направлением управляющего магнитного поля, о т л и ч а ю щ и йс я тем, что, с целью повышения надежности переключения ячейки, величину дополнительного магнитного поля выбирают больше величины поля коллап- сирования цилиндрическогомагнитного домена внутри ячейки, но меньше величины порогового поляпереключения ячейки.1277053 Составитель В. ЕжТехред В.Кадар Редактор Э. Слиг Корректор В, Бутя Заказ 6664/40 по113035,изводственно-полиграфическое предприятие, г. Ужгород, ул. Проектная, 4 Тираж 501Государственногелам изобретенийсква, Ж, Рауш Подписноекомитета СССРоткрытийкая наб., д. 4/5