Переключатель цилиндрических магнитных доменов

СОЮЗ СОВЕТСКИХСОЦИАЛИСТИЧЕСКИХРЕСПУБЛИК щ 6 11 С 11/14 О НИЕ РЕТЕН ТЕЛЬСТВУ ВТОРСНОМГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИ(54) (57) ПЕРЕКЛЮЧАТЕЛЬ ЦИЛИНДРИЧЕСКИХ МАГНИТНЫХ ДОМЕНОВ, содержащий магнитоодноосную пленку, на которой расположены параллельно входной канал продвижения цилиндрических магнитных доменов из С- и Т-образных пермаллоевых аппликаций, выходной канал продвижения цилиндрических магнитных доменов из С-образных пермаллоевых аппликаций и то- копроводящая шина, выполненная в одном слое с пермаллоевыми аппликациями каналов продвижения цилиндрических магнитных доменов и размещенная между ними, отлиЯО 1083230 А чающийся тем, что, с целью снижения потребляемой мощности, он содержит в выходном канале продвижения цилиндрических магнитных доменов дополнительную Т-образную пермаллоевую аппликацию, расположенную зеркально по отношению к Т-образной пермаллоевой аппликации входного канала продвижения цилиндрических магнитных доменов, и дополнительную токо- проводящую шину, расположенную между каналами продвижения цилиндрических магнитных доменов параллельно токопроводящей шине, причем токопроводящая и дополнительная токопроводящая шины гальвани- чески связаны с прилежащими краями верхней и соответствующей боковой перемычек соответственно Т-образной пермаллоевой аппликации входного канала продвижения э цилиндрических магнитных доменов и дополнительной Т-образной пермаллоевой аппликации выходного канала продвижения цилиндрических магнитных доменов.Изобретение относится к вычислительной технике и может быть использовано при построении запоминающих устройств на цилиндрических магнитных доменах (ЦМД) .Известен переключатель ЦМД, содержащий входной и выходной каналы продвижения доменов, образованные из пермаллоевых аппликаций Т-, У- и 1-образной формы, и. токопроводящую шину, выполненную в одном слое с пермаллоевыми аппликациями каналов продвижения ЦМД. Причем токо- проводящая шина пересекает У-образную аппликацию входного канала, образуя над шиной пермаллоевый выступ, магнитосвязанный с аппликациями входного канала, Продвижение ЦМД по У-образной аппликации входного канала осуществляется при наличии в управляющей шине импульса тока такой полярности, при которой в шине, со стороны пермаллоевого выступа, создается магнитное поле, отталкивающее домен. Это поле нейтрализует притягивающий полюс выступа и препятствует продвижению домена на вершину этого выступа. Продвижение ЦМД по входному каналу осуществляется только при подаче в управляющую шцну импульса тока длительностью не менее половины периода управляющего поля Ну 1) .Недостатками данного устройства являются узкая область устойчивой работы, связанная с критичностью функциональных зазоров между Т-,.)- и У-образными аппликациями и трудностью технологического выполнения пермаллоевого выступа У-образнойОаппликации в устроиствах с диаметром менее2 мкм; ограниченность функциональных возможностей переключателя (возможна только операция переключения ЦМД без реплицирования); отсутствие возможности использования переключателя в доменных накопителях с повышенной плотностью записи информации в связи с ограниченностью размеров поперечного сечения управляющей шины, связанной с электромиграционной стойкостью материала шины; повышенное энергопотребление, связанное с высоким электрическим сопротивлением управляющей шины.Наиболее близким по технической сущности к предлагаемому является переключатель ЦМД, содержащщий магнитоодноосную пленку, на которой расположены входной канал продвижения ЦМД, образованный С- и Т-образными пермаллоевыми аппликациями, выходной канал продвижения ЦМД, содержащий С-образные пермаллоевые аппликации, и токопроводящая шина, выполненная в одном слое с аппликациями каналов продвижения ЦМД. Токопроводящая шина выполняет функции растяжения, переключения и реплицирования информационных доменов. Переключение или реплицирование ЦМД проводится с помощью предварительного растяжения доменов на Т-образной аппликации входного канала при по Проходящие по управляющей шине импульсы тока высокой амплитуды, создающие требуемое магнитное поле для растяжения, переключения и реплицирования ЦМД, ограничивают (в сторону уменьшения) реальные размеры сечения управляющей шины. Этот недостаток снижает надежность устройств с малыми размерами ЦМД, в которых сечение управляющей шины не обеспечивает прохождение импульсов тока требуемой плотности. Необходимость использования управляющих импульсов тока высокой 30 35 40 амплитуды в области повышенных полей смещения при растяжении, переключении и реплицировании ЦМД приводит к значительному повышению потребляемой мощности переключателяля-репл икатора.Цель изобретения - снижение мощнос ти, потребляемой переключателем ЦМД.Поставленная цель достигается тем, чтопереключатель ЦМД, содержащий магнитаодноосную пленку, на которой расположены параллельно входной канал продвижения 50 ЦМД из С- и Т-образных пермаллоевых аппликаций, выходной канал продвижения ЦМД из С-образных пермаллоевых аппликаций и токопроводящая шина, выполненная в одном слое с пермаллоевыми аппликациями каналов продвижения ЦМД и раз мещенная между ними, содержит в выходном канале продвижения ЦМД дополнительную Т-образную пермаллоевую аппликацию, расположенную зеркально по отношению к даче в управляющую шину импульса тока такой полярности, при которой созданное в зоне переключения магнитное поле растягивает домен 2.Однако известный переключатель ЦМДобладает недостатком, связанным с малой областью устойчивой работы в режиме переключения ЦМД. Переключение ЦМД возможно только при низких полях смещения Нсн При больших полях Нси для переклю чения ЦМД требуется подавать в управляющую шину импульс тока высокой амплитуды, так как наводимый внешним полем управления Н притягивающий домен магнитный полюс на С-образной аппликации недостаточен, чтобы захватить и растянуть домен с Т-образной аппликации на С-аппликацию. В результате этого даже при выбореоптимального расстояния между С- и Т-образными аппликациями при повышенном поле Н,и, соответственно, повышенной ам плитуде тока в шине ЦМД не переключаетсяв выходной канал, а коллапсирует в зоне переключения. Этот недостаток является существенным при работе переключателя совместно с другими функциональными узлами доменного накопителя, поскольку общая об ласть устойчивой работы накопителя в об. ласти высоких полей смещения резко снижается (почти на 50 й; по сравнению с генератором и датчиком считывания ЦМД).Т-образной пермаллоевой аппликации входного канала продвижения ЦМД, и дополнительную токопроводяшую шину, расположенную между каналами продвижения ЦМДпараллельно токопроводяшей шине, причем токопроводяшая и дополнительная токопроводяшая шины гальванически связаны с прилежащими краями верхней и соответствующей боковой перемычки соответственно Т-образной пермаллоевой аппликации входного канала продвижения ЦМД и дополнительной Т-образной пермаллоевой аппликации выходного канала продвижения ЦМД.На фиг. 1 изображена конструкция переключателя ЦМД; на фиг. 2 и 3 - последовательные стадии перехода ЦМД из входного в выходной канал продвижения ЦМД.Устройство содержит магнитоодноосную пленку 1, на которой расположены параллельно выходной 2 и входной 3 каналы продвижения ЦМД из С-образных 4, Т-образной 5 и дополнительной Т-образной 5 пермаллоевых аппликаций, токопроводяшая 6 и дополнительная токопроводяшая 7 шины, гальванически связанные с аппликациями 5 и 5 соответственно.Вектор управляюшего поля Н 8 врашается в плоскости пленки 1 по часовой стрелке.Переключатель ЦМД работает в следующих режимах.Режим реплицирования ЦМД.На фиг, 2 а-д показано расположение информационных ЦМД во входном и выходном каналах продвижения ЦМД. При положении вектора управляющего поля Н, показанном на фиг. 2 а и б, информационный домен Д, движется по Т-образной аппликации 5входного канала 3. При незначительном дальнейшем повороте вектора поля Н(фиг. 2 в) в токопроводящие шины подаются короткие (0,1 - 0,2 мкс) импульсы тока 1, и 1 с равной амплитудой (40 - 45 мА) и такой полярности, при которой между двумя шинами создается магнитное поле, растягивающее домен Д,. Растянутый домен Д одним концом захватывается притягивающим полюсом Т-образной аппликации 5 выходного канала, а другим концом жестко фиксируется притягивающим полюсом Т-образной аппликации 5 входного канала. Причем притягиваюшие ЦМД магнитные полюса Т-образных аппликаций обоих каналов значительно усиливаются за счет гальванической связи этих аппликаций токопроводящими шинами, расположенными параллельно направлению вектора управляющего поля (фиг. 2 в). Такая взаимосвязь токопроводя- ших шин и аппликаций, позволяющая сблизить между собой шины и усилить притягиваюшие полюса аппликаций, значительно облегчает режим растяжения доменов между каналами и обеспечивает надежное фик сирование растянутого домена на аналогичных аппликациях обоих каналов.При незначительном повороте вектора поля Ну от направления, показанного на 5фиг. 2 г, в управляюшие шины подаются короткие (50 - 100 нс) импульсы тока обратной полярности, при которой растянутый домен Д реплицируется (разрезается) на двадомена: Д 1 и Д . При дальнейшем поворотевектора поля Ну (фиг. 2 д) домен Д дви жется по аппликациям. входного канала 3,а домен Д - по аппликациям выходного канала 2. Следует отметить, что созданные пазы между вершинами Т-образных аппликаций и токопроводяшими шинами обоих каналов обеспечивают надежное продвижение доменов через токопроводяшие шины, гальванически связанные с Т-образными аппликациями.На фиг, 2 е показана фазовая диаграммаимпульсов тока 1 и 1, проходяших по управляющим шинам в режиме растяжения ЦМД и реплицирования растянутого домена. 25 30 35 40 45 50 55 Режим переключения ЦМД.На фиг. 3 а-г показано расположение информационных доменов во входном и выходном каналах продвижения ЦМД. При положении вектора управляющего поля Н, показанном на фиг. За информационный домен Д растягивается по вершине и выступу Т-образной аппликации входного канала. При направлении вектора Н, показанном на фиг. Зб и в, в управляющие шины подаются длинные (равные почти половине периода вращения поля Н) импульсы тока 1 и 1, с одинаковой амплитудой (20 мА) и такой полярности, при которой домен Д растягивается между шинами и притягивается к полюсу Т-образной аппликации 5 выходного канала. При дальнейшем вращении вектора поля Ндомен Д переключается на Т-образную аппликацию 5 выходного канала (фиг. Зв), так как продвижению домена Д по Т-образной аппликации 5 входного канала препятствует магнитное поле с внешней стороны шины, а затем продолжает продвигаться по Т-образной аппликации 5 выходного канала (фиг. Зг),На фиг. Зд показана фазовая диаграмма импульсов тока 1, и 1, проходящих по управляющим шинам в режиме переключения ЦМД из входного в выходной канал.Величины управляюших импульсов тока, приводимые выше, соответствуют устройствам, выполненным на магнитоодноосной пленке кальций-герм аниев ого граната с ЦМД диаметром 1 мкм, полем коллапса Но= 300 - 3203 и намагниченностью насыщения 4 КМэ. -- 640 - 680 Гс.Снижение потребляемой мощности предлагаемого переключателя ЦМД осуществляется, во-первых, уменьшением в 2 раза по сравнению с прототипом амплитуды управляюших импульсов тока, необходимых для1083230 0 создания требуемого магнитного поля растяжения, реплицирования и переключения ЦМД, за счет введения в устройство дополнительной шины, во-вторых, при прочих равных условиях, увеличением в 3 раза магнитного поля от двух шин в зоне переключения ЦМД за счет введения новой связи между токопроводящими шинами и Т-образными аппликациями обоих каналов, которая позволила уменьшить в 3 раза расстояние между шинами; в-третьих, уменьшением в 1,5 раза амплитуды импульса тока, необходимого для растяжения ОМД, за счет значительного усиления магнитных полюсов Т-образных аппликаций каналов при параллельном расположении токопроводящих шин относительно направления вектора поля Н при котором производится растяжение домена; в-четвертых; уменьшением амплитуды импульса тока, необходимого для реплицирования растянутого домена, за счет сильного отталкивающего домен магнитного поля на Т-образной аппликации входного канала. Предлагаемый переключатель ЦМД вы полнен в одном слое пермаллоя, не требующем сложной технологической операции совмещения и может быть применен в доменных накопителях большой емкости с ЦМД диаметром 1 мкм и менее.Составяют ивина Техред ИТираж 57 ИИПИ Государственного по делам изобретений 5, Москва, Ж - 35, Рау ППП Патент, г. Ужго комитета ССС и открытий шская наб д. од, ул. Проек 1130 иал 4/5 ная Редактор Е. КрЗаказ 176/45ВН ь Ю. Розенталерес Корректор И.Муска ПодписноеР