Способ управления продвижением цилиндрических магнитных доменов

Опубликовано 07.07,80. Бюллетень25 ао делам изобретений и открытийДата опубликования описания 17.07.80(54) СПОСОБ УПРАВЛЕНИЯ ПРОДВИЖЕНИЕМ ЦИЛИНДРИЧЕСКИХ МАГНИТНЫХ ДОМЕНОВ 15 Изобретение относится к области вычислительной техники и может быть использовано при построении ЗУ на цилиндрических магнитных доменах (ЦМД).Известен способ управления продвижением ЦМД в магнитоодноосных ферромагнетиках с нанесенными на их поверхность магнитопленочными аппликациями 11. Известный способ заключается в создании магнитного поля, вращающегося в плоскости, перпендикулярной к направлению намагниченности ЦМД. Вращающееся магнитное поле создается переменным электрическим током, протекающим через взаимно перпендикулярные катушки, причем токи в катушках имеют сдвиг по фазе на 90, а область, в которой создается вращающееся магнитное поле, ограничена пересечением образующих катушек,Такой способ управления не позволяет изменить скорость перемещения ЦМД без изменения частоты вращающегося поля и не позволяет изменять направление перемещения ЦМД без изменения направления вращения магнитного поля.Наиболее близким техническим решением к изобретению является способ управления продвижением ЦМД, основанный на создании переменного вращающегося или перемещающегося скачком магнитного. поля в плоскости пластины, модулируемого по амплитуде 2.Такой способ не позволяет изменять скорость и направление продвижения ЦМД без изменения частоты и направления вращения поля, кроме того, он применим только для некоторых видов конфигурации магнитопленочных аппликаций.Целью изобретения является расширение области применения способа путем регулируемого изменения скорости и направлении движения ЦМД. Поставленная цель достигается путем того, что в способе управления продвижением ЦМД. основанном на создании в плоскости доменносодержащего материала ре. зультирующего переменного, например,вращающегося магнитного поля, образованного суперпозицией составляющих магнитных полей, направленных под углом друг к другу с задержкой по фазе между собой, амплитуду одного из составляющих магнитных полей модулируют с частотой, равной746723 3частоте модуляции фазы или частоты данного поля.В предложенном способе модуляция амплитуды одного из составляющих магнитных полей обеспечивает получение несимметричного годографа вытянутой формы, причем ось, вдоль которой вытянут годограф результирующего переменного магнитного поля, вращается относительно начала координат.Другим отличием прелложенного способа от известного является то, что амплитуда вектора магнитного поля модулируется с частотой вращения оси годографа, Кроме того, амплитуда вектора магнитного поля по большой оси годографа больше минимального значения поля страгивания магнитного домена и соответствует рабочей точке,а угол раствора годографа, соответствующий наибольшему из минимальных значений поля страгивания, меньше 90.Направление и частота вращения годографа не зависят от направления и частоты 26вращения вектора магнитного поля. Поэтомукогда амплитуда вектора магнитного поляпо всем направлениям, кроме направленияоси годографа, меньше значения страгивания магнитного ломена, движение магнит 23ного домена происходит соответственно движению большей оси годографа независимоот частоты и направления вращения векторамагнитного поля,На фиг. 1,а показана конфигурация канала продвижения ЦМД из магнитопленоч Фных аппликаций Т-образной конфигурации; на фиг. 1,б - фазовая диаграммаработы Т-канала; на фиг, 1,в - областьработоспособности Т-канала; на фиг. 1,г -фазовая область работоспособности по магнитному полю управления; на фиг. 1,лИгодограф вращающегося магнитного поляуправления; на фиг. 1,е - временная диаграмма прохождения позиций Т-канала;на фиг. 1,ж - смещенный вытянутый годограф магнитного поля управления; на 4 Ефиг. 1,з - временная диаграмма работыТ-канала в магнитном поле управлениясо смещенным вытянутым годографом.На фиг, 2,а показан пример вращающегося годографа эллиптической формы; нафиг. 2,б - годограф круговой формы; на 4 ффиг. 2,в - эллиптический годограф; нафиг, 2,г - годограф вытянутой формы, вращающийся по часовой стрелке; на фиг. 2,д -вращающийся вытянутый годограф, центрвращения которого движется по круговомугодографу,Магнитопленочные аппликации Т-образной 1 и 1-образной 2 конфигурации, нанесенные на пластину 3 одноосного ферромагнети.ка, например эпитаксиальную феррит-гранаговую пленку, находятся в переменном вра- ффщающемся магнитном поле управления Н(фиг. 1,а), В зависимости от мгновенного положения вектора Ну магнитопленочные аппликанин соответственно намагничиваются, и на них созлаются притягивающие магнитные домены полюса. Конфигурация аппли. каций обуславливает нахождение этих полюсов в определенных местах магнитопленочных аппликаций. Эти притягивающие полюса соответствуют местам локализации магнитных ломенов в канале продвижения из Т-образных аппликаций (в дальнейшем названы позициями устойчивого положения и обозначены римскими цифрами). Каждая позиция устойчивого положения может локализовать в себе магнитный домен только при определенной фазе р магнитного поля управления Ну. На подобных аппликациях при фиксированной фазе ср создаются одинаковые по расположению на аппликации позиции устойчивого положения. На фиг. 1,а фаза у магнитного поля управле. ния Н, соответствующая позиции устойчивого положения, обозначена заглавной русской буквой (А, Б, В, Г) и показана стрелкой Йу, позиции условно показаны точками, фазовая диаграмма работы Т-канала продвижения показана на фиг. 1,б. На осях отмечены фаза и соответствующие этой фазе позиции устойчивого положения,В каналах продвижения движение магнитных доменов из олной позиции устойчивого положения в другую происходит при некотором Ну,; . При величинах напряженности магнитного поля в плоскости пластины ЙЖу существует область в осях координат - ось абсцисс Иу и ось орлинат Ц, где Н - магнитное поле смешения, направлейное антипараллельно намагниченности домена - в которой наблюдается продвижение магнитных доменов в канале (фиг. 1,в), Кривая 4, определяющая границу этой области в своей внутренней области, содержит совокупность точек, опрелеляемых коорлинатами (Нм, Н), при которых наблюдается продвижение магнитных доменов. В этой области из всей совокупности по оси Нсм выбирается одна, равная Н, называемая рабочей точкой. По оси Н рабочая точка ф.т. на фиг. 1,в) лежит на линии Н = Н и выбираетея из условия Н,р )Н ; де Н, - рабочая точка по осй Н. Если рассмотреть совокупность точек Н , соответствующих минимальному значению поля управления Н, при котором наблюдается движение магнитных доменов в сторону, заданную направлением вращения вектора Н, в фазовой плоскости при фиксированном И= Н, , то годо- . граф 5 минимальных значений Н отличен от кругового (фиг. 1,г). Это объясняется тем, что для создания необходимого потенциального рельефа, вызывающего перемещение магнитных доменов, в различных позициях устойчивого положения канала продвижения определяется различным значением Ну, , т. е. для движения от каждой определенйой части аппликации к соседней5требуется различное значение Н. Например, для преодоления зазоров между позициями устойчивого положении доменов Ш и 1 Ч или 1 Ч н Ч (фиг. 1,а) требуется большее значение Н , . чем для переходов магнитного домена из позиции 1 в позицию 11 или из позиции 11 в позицию 111. На фиг, 1,г годограф 5 соответствует условному вращению Ну по часовой стрелке, а годограф 6, , показанный пунктирной линией - вращению против часовой стрелки.При условии, когда амплитуда вектора вращающегося поля превышает максимальный из значений Ну годографа 5 (или 6), например, когда Ну=Ну, происходит движение магнитных доменов в канале продвижения (фиг. 1,д, годограф 7), При такомгодографе поля движение домена определяется частотой вращения 1 магнитного поля Н, а график движения показан на фиг. 1,е, где по оси абсцисс отложены промежутки времени 1 дискретностью (4 1, а по оси ординат номера позиций устойчивого положения М. Точки на этом графике соответствуют позициям устойчивого положения Т-.канала по фиг. 1,а, занимаемым магнитным доменом, считая, что при ( =О магнитный домен .:ацимал позицию 1, а вращение вектора Ну происходит по часовой стрелке (для определенности положим, что движение магнитного домена отслеживает конец вектора Ну. 13 29 25 Если годографу Н придать вытянутую форму таким образом, что по всем направлениям годографа, кроме направления главной оси 8 (наибольшей оси)Ну Н;, по направлению главной оси /Йу 1= Н в некотором угле Н выполняется услОвие 1 Йуе/1 )Н движения магнитных доменов по зю каналу продвижения не будет. Такой вытянутый годограф 8 показан на фиг, 1,в, В этом случае магнитные домены переходят из позиции в позицию, соответствующую фаза м, заключенным в растворе угла г (фиг. 1,ж). Если главная ось 9 годографа40 8 вращается с частотой Г относительно фазовой плоскости, то в зависимости от направления ее вращения магнитные домены перемещаются в ту или иную сторону. При вращении главной оси 9 по часовой стрел- а ке с частотой Г( 1 магнитные домены по каналу продвижения из Т-образных 1 и 1-образных 2 аппликаций (фиг. 1,а) перемещаются в ту же сторону, что при вращении вектора Н с частотой 1 по часовой стрелке для случая, показанного на фиг. 1,д и 1,е. График движения в осях (время ( с дискретностью 1/4 Г, номера Мпозиций устойчивого положения по фиг. 1,а) по 6казан на фиг. ,з, считая, что магнитныи домен находился при 1 =- О в позиции 1, вращение главной оси 9 по часовой стрелке с частотой Г, направление вращения век. тора Й, произвольное, крестики на графике соответствуют номерам позиций, занимаемым магнитным доменом в канале продвижения (фиг. 1,а). Для сравнения на этом же графике (фиг, 1,з) показаны точками позиции, занимаемые магнитным доменом, если бы годограф соответствовал условию (Й/)Нт . при частоте вращения 1=10 Г по часовой стрелке.Использование предложенного способа управления перемещением магнитных доменов позволит сократить энергетические затраты, так как энергия пропорциональна площади внутри годографа, а для вытянутого годографа выполнение условия Н,) )Н имеет меньшую площадь по сравнейию с круговым.Кроме того, обеспечивается возможность изменения скорости и направления продвижения магнитных доменов без изменения частоты вращения магнитного поля, что весьма удобно для резонансных систем, на частотах более 100 кГц. Практически настроенная в резонанс магнитная система, например, на 1 мГц без перестройки резонанса может быть использована для про. движения с частотой от долей Гц до десятф ков кГц, что сократит как временные, так и энергетические затраты на перестройку резонансной системы.Формула изобретенияСпособ управления йродвижением цилиндрическихх магнитных доменов, основа нный на создании в плоскости доменосодержащего материала результирующего переменного, например вращающегося магнитного поля, образованного суперпозицией составляющих магнитных полей, направленныхпод углом друг к другу с задержкой по фазе между собой, отличающийся тем, что, сцелью расширения области применения способа путем регулируемого изменения скорости и направления движения цилиндрическйх магнитных доменов, амплитуду одного из составляющих магнитных полей модулируют с частотой, равной частоте модуляции фазы или частоты данного поля,Источники информации,принятые во внимание при экспертизе1. Авторское свидетельство СССР399010, кл. б 11 С 11/16, 974.2, Патент США3916396, кл. 340-174,1975 (прототип),746723 Ф 0 КР Оиг на нтета СССРоткрытийя иаб., д. 4/5ул. Проектная, 4 Редактор Л. УтехЗаказ 3959/44ЦНИИП 113035,Филиал П 1 И Гос делам осква ПатСоставительТехред К. ШТираж 662ударственного комизобретений иЖ - 35, Раушскаенто, г. Ужгород,Ю. Розентфрич аль Корректор Годписио