Способ продвижения магнитных вихрей и устройство для его осуществления

(19 5 Н 01 Ь 39/00 НИЕ ИЗОБРЕТЕНМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ П А ВТОРСКО ю а- Бнаи"синие. СУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССРО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИИ(71) Донецкий физико-технический институт АН УССР(56) Бобек Э., Делла-Торре Э. Цилиндрические магнитные домены. М.: Энергия, 1977, с. 87.Звездин А. К., Попков А, Ф, Магнитные вихри в сверхпроводниках второго рода. - Электронная промышлен" ность, 1983, вып, 8(125), с, 20-25, (54) СПОСОБ ПРОДВИЖЕНИЯ МАГНИТНЫХ ВИХРЕЙ И УСТРОЙСТВО ДЛЯ ЕГО ОСУЩЕСТВЛЕНИЯ(57) Изобретение предназначено для создания элементов машинной памяти на магнитных вихрях. Целью изобретения является снижение энергозатрат на управление. Для достижения поставленной цели используют движение магнитных вихрей по инерции в каналах продвижения специальной формы. Идентичные каналы продвижения образуют две взаимно перпендикулярные систе" ьы, размещенные на разных сторонах сверхпроводящей пленки, причем места пересечения каналов служат точками закрепления магнитных вихрей, Поперечное сечение каждого канала продвижения представляет собой несимметричный треугольник, что создает для движения магнитного вихря посмежной системе каналов наибольшийпотенциальный барьер в том месте,где толщина пленки максимальна. Таким образом, такое сечение каналапродвижения определяет направлениедвижения магнитного вихря по смежнойсистеме от вершины, образованной двумя длинными сторонами, к наименьшейстороне, Предоставленный самому себемагнитный вихрь останавливается вточке с наименьшей собственной энергией, т,е. в вершине несимметричноготреугольника, образованной наименьшей стороной и вторым склоном канала продвижения, Дают импульс тока сэнергией, достаточной для срыва магнитного вихря с точки закрепления и преодоления потенциального барьера.Длительность этого импульса выбирают короче, чем время движения магнитного вихря до следующей точки экрепления, Попав в у 1 фасток пленки смаксимальной толщиной, магнитныйвихрь по инерции скатывается в сле"дующую точку закрепления, котораяявляется для него энергетическиболее выгодной, Это и позволяетзить затраты энергии на управленДля более четкой его остановки входе его движения по инерции пропускают ток обратной полярности. 2 с.и 2 эпа ф лыр 5 илес1015 20 25 30 35 40 45 50 55 Изобретецие относится к техническойй Физике и может быть использованов цау иых исследованиях и техникелля создания злементон памяти на магнитных вихрях (МВ),1 елью изобретения является снижение энергозатрат на управление.На Фиг.показан участок системылроднижения, вид сверху, с нырывомчасти для демонстрации внутреннейструктуры; на фиг, 2 - разрез А-Ана фиг, 1; на фиг. 3 - разрез Б-Бна фиг, 1; на фиг, 4 - различные моменты одного цикла продвижения, приведенные для участка структуры продвижения (подложка условно не показана); на фиг, 5 - пример возможнойформы импульсов тока продвижения,привязанных к времени продвижения МВмежду точками закрепления и к моментам одного цикла продвижения, приведенным на фиг. 4,На подложке 1, верхняя плоскостькоторой имеет структуру каналов 2 споперечным сечением в виде несимметрцчного треугольника, размещенасверхпронодящая пленка 3, верхняяплоскость которой имеет подобногосечения каналы 4, напранленные перпендикулярно кацапам 2. Понижениявдоль каналов с уменьшенной толщинойпленки служат каналами продвиженияМВ, Места скрещения каналов служатточками закрепления МВ 5,Способ осуществляют следующимобразом,В начальный момент токи н пленке отсутствуют, а ранее введенные в нее МВ занимают часть точек закрепления, определяя своей последовательностью запись информации в двоичном коде, например наличие МВ - единица, отсутствие МВ н точке закрепления нуль, Каждый МВ занимает место скрещения двух кацалон продвижения, где образовано локальное понижение толщины пленки на глубину двух каналов продвижения, размещенных с разных сторон пленки, На разрезе вдоль любого канала МВ 5 Фиксируются концами на поверхности снерхлроводящей пленки 3, пронизывая ее насквозь, т.е, опираясь одним концом ца дно канала продвижения 2, а другим на нторую поверхность в месте минимальной толщины, вблизи крутого участка смежного канала (фиг, 4, а), При подаче тока в пленку 3 в налранлеции, цс рцецликулярцом цасравлецию какацала 2 (фцг. 4, б) при заданномвыборе направления тока и полярности МВ 5, на последние цачицает действовать сила, смешающая МВ перпендикулярно направлению тока, те,вдоль канала и в сторону крутогооткоса, За короткое время действияимпульса тока (фиг. 5, б) МВ преодолевает потенциальный барьер в видеутолщения пленки н крутом участкеберега канала (смежного) и далеепосле прекращения действия импульсадвижется н сторону понижения толщиныпленки. По достижении следующей точки закрепления МВ останавливается доследующего продвигающего импульса,Для повышения надежности остановки МВ в следующей точке закрепления удобро перед приходом его в эту точку отнять у МВ излишек энерГии и скорости. Для этого но второй Фазе днижения МВ подают в пленку импульс тока обратной полярности (Фиг. 4, г,фиг. 5, г), который создает силу торможения МВ, Чтобы созранить нысокую скорость продвижения, тормозящий импульс тока имеет меньшую величину,чем продвигающий импульс. Следующий продвигающий импульс подается после того, как все МВ займут новые точки фиксации через время сТок укаэанной формы и укаэанногонаправления продвигается МВ но нсемканале продвижения, фрагмент которогопринедец на фиг. 4, и аналогично и одновременно во всех каналах этой системы,т,е. лежащих на нижней поверхностипленки, При подаче таких же импульсов тока в сверхпроводящую пленку вперпендикулярном направлении процесспродвижения МВ осуществляется аналогичным образом, однако при этом продвижение происходит по каналам, размещенным на верхней плоскости пленкипри использовании структуры, образонанной сечением каналов, размещенныхца нижней части пленки,При попеременной подаче пачек токовых импульсов соответствующихчислу шагов продвижения, в одну илидругую систему продвижения производятдвухкоординатцое перемещение массиваМВ в пленке в эаданньм направлениях,обусловленных заданной структуройканалов пленки.1 34416 полярности. ник. Форм у п а и з о бре те и и я 1. Способ иродяижения магнитных вихрей н канале перпендикулярно иа) правлению тока упранлеиия, заключающийся н том, что пропускают токоный импульс вдоль снерхпронодяшей пленки с магнитными вихрями, о т л и ч а ю щ и Й с я тем, что, с целью сниже ния энергозатрат на управление, для срыва магнитного вихря с точки закрепления и придания ему достаточной скорости для преодоления потенциального барьера канала продвижения с 1 Ь последующим достижением по инерции следующей точки закрепления выбирают длительность импульса тдка короче 1времени движения магнитного нихря от одной точки закрепления до дру О гой. 2. Способ по п. 1, о т л к ч аю щ и й с я тем, что при днижениимагнитного вихря по инерции пропус- - 2 Бкают по нленке импульс тока обратной 413. Способ по ии. 1 и 2, о т л и ч а ю щ и й с я тем, что, с целью обеспечения продвижения магнитных вихрей по днум координатам, импульсы тока подают но взаимно перпендикулярных направлениях, причем импульсы тока по одному направлению подают н паузы между импульсами тока по другому направлению.4, Устройство для продвижения магнитных вихрей, содержащее сверхпроводящую пленку с каналами продвижения, выполненными в виде канавок со структурой, определяющей направление продвижения, о т л и ч в ю щ е - е с я тем, что идентичные каналы продвижения выполнены с двух сторон пленки, причем система каналов продвижения на одной стороне пленки перпендикулярна системе каналов продвижения на другой стороне пленки, места пересечения каналов образуют точки закрепления магнитных нихрей, в поперечное сечение канала представляет собой несимметричный треуголь А-А344161 г и ставитель А. Вагановхред А.Кравчук Корректо Бутяга Стрельникова дакт Тираж 438твенного комитета Сбретений и открытий-35, Раушская наб.,каз 50 дписное Производственно-полиграфиче предприяти ВНИИПИ Госу по делам 3035, Москв