Способ термомагнитной записисчитывания информации и устройство для его осуществления

(71) Киевский политехнический институт им,50-летия Великой Октябрьской социалистической революции(54) СПОСОБ ТЕРМОМАГНИТНОЙ ЗАПИСИ/СЧИТЫВАНИЯ ИНФОРМАЦИИ И УСТРОЙСТВО ДЛЯ ЕГО ОСУЩЕСТВЛЕНИЯ(57) Изобретение относится к приборостроению и может быть использовано при разработке запоминающих устройств,риборостроано при разустройств, хранения и окой плотноль изобретения - ей способности, фиг. 1 приведено и предлагаемого ории движения овышени ющН устроиство для р способа; на фиг.торичных электр ализа ци - траект т корпус 1 в виде полненным в немвленный в корпусе ыполненный в виде ющего основание с 4 и нанесенным поОСУДАРСТВЕНПэЙ КОМИТЕТПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТПРИ ГКНТ СССР Изобретение относится к ению и может быть использо работке запоминающих предназначенных для записи считывания информации с вы стью записи. нов.Устройство содерж вакуумной камеры с в окном 2 из стекла, устан носитель информации, в магнитного диска 3, име ферромагнитным слоем предназначенных для записи, хранения и считывания информации с высокой плотностью записи. Цель изобретения - повышение разрешающей способности считывания при одновременном увеличении надежности и уменьшении времени адресации луча путем предварительного нанесения на магнитный носитель тонкого слоя материала, обладающего вторичной электронной эмиссией, осуществлении воздействия на магнитный носитель при записи и считывании электронным лучом, при этом обеспечиваются создание электрического поля в области адресации на магнитном носителе и осуществление регистрации информации путем измерения тока вторичных электронов за счет изменения направления траектории вторичных электронов. 2 з.п, ф-лы, 2 ил. верх него тонкий слоем 5 материала, обладающего вторичной электронной эмиссией,Магнитный диск кинематически связан с узлом вращения, содержащим двигатель 6 и постоянный магнит 7, размещенные с внешней стороны окна 2, и постоянный магнит 8, образующий магнитную муфту и размещенный с внутренней стороны окна 2, а также с узлом синхронизации, содержащим диск 9 с отверстием для прохождения светового луча от источника света 10, установленного с внешней стороны окна 2, к фотодиоду 11, установленному за диском 9. В корпусе 1 размещен узел считывания, выполненный в виде электронного прожектора, содержащего катод 12, модулятор 13, анод 14 и катушки фокусирующей системы 15, а также отклоняющей системы 16 и коллекторные пластины 17 и 18.При этом вывод 19 модулятора злакг. ронного прожектора являа(ся информационным входоГл устройства, выводы 20 отклоняющей системы 1 б - адресным входом устройства, выводь( 21 и 22 коллекторных пластин 17, 18 соответственно выходом устройства и одновременно выводами для подключения к источнику постоянного напряжения. Тонкий слой 5 электрически связан с выходом 23 и не связан гальвднически с корпусом устройства, Устройство содержит намагничивающую кэту(11 ку 24 с выводами 25, выводы 26 фото- диода 1 1, явл 51 ющиес 51 выходами синхронизациии, а 1 экже входы 27 напряжения канала, вход 28 катода 12, вход 29 кдтодэ 14, входы 30 (11 окусиру 1 ои(ай системы 15, пред; ", г 1 1 а 111;11 а,.л 51 11 о,ц 1;л 1 оча 11 И 51 к ним источ(1 ко(5;(дряжа 1(ия, обеспечивающих трабуаму 1 о па(111 (ину тока, Катушки 15, 16 и 21 устаоллец в корпусе 1 с возможностью 1 а(1 лоот(5(1 дэ рассеиваемой на них 1 епловой мощ 1(ости.,г 1,иск 3 Гоже 1 быть и;1 гот овлен из гтаклд, нл которое нанесен высокоэрцитивнь и слои 4 из двуокиси хрома толщиной 2-.5 Г 1 КГ, ПО(1 аРХ КОТОРОГО НаНЕСЕН ГОН айй СЛОЙ 5 тол;1;иой 0,1-0,3 мкм из фосфида галлия, актив(1 ро(1:1 ного цазиеГ, обладающая о коэффициаГпэк; в ори(ой электронной ОГлиссии " 7. Способ гарГиомэгнитной записи / счиТ 1.,вэГ(И 51 осуществляют следующим образом.На магнитный 1(оси тель наносят тонкий слой материдлд, обладающего высоким коз( фициантом вторичной электроной эмис- с 11 И, Далее производят термомагнитГ(ую запись. нагревая мдгнитный носитель записывающим элак 1 ро 1(ным лучом до температуры, выше температуры гочки КГори, При э(ом эдраса 1(И 1 О зэписывд(ощего электронного луча в определенное место нэ носителе, где созд(лот элемент термомд нитной записи, производя 1 о(клоГ 1 яющей систеГиой, Зэ ам г 1)оизводят считывание магнитной записи, воздсйс(ия на магитый носитель адресуемым отклоня(ощай системой электронным лучом, Г 1 ри этом в области адресации нэ Г 1 эгнитный носитель считываю(цегг 1 электро;(ного луча созда(от электрическое поле. Предварительное нд 11 есение нэ магнитный носитель Гонкого слоя материала, облддд 1 оща(о вь 1 соким коэффициангом вторичной электронной эГ(иссии, подво 15(ат электроному лучу, г(о(1 ддэюща. Г 1 у (1 (1 г)адат(а(1110 Э Г 1 а 5. То (1 окрь(ти 51, выбить из наго Гпо(1(11 це электроны, котг 5 рь(е бу- ДУГ ДВИГДГЬСЯ В СОЗДД 1(эаМОМ ЭЛЕКТРИЧЕСКОМ иола.Кроме того, вторичные электроны будутдвигаться в магнитном поле адресуемых элементов записи - различных по направлению и величине ветектора намагниченности участков магнитного носителя, Причем про 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 тяженность магнитных полей будет определяться как линейными размерами элементазаписи, так и толщиной магнитного носителя, На движущиеся в магнитном поле элемента записи электроны действует силаЛоренца, которая приводит к отклонениюих траектории на угол, определяемый направлением и напряженностью вектора намагниченности считываемого элементазаписи,Регистрация считываемой информацииосуществляется путем измерения тока вторичных электронов, двигающихся по различным направлениям и попадающих наколлекторные пластины, что позволяет получить сравнительно большие амплитуды выходного сигнала и снизить требования кдинамическому диапазону последующихусилительных устройств,Благодаря тому, что в предлагаемомспособе в качестве считывающего луча используют электронный луч, разрешающаяспособность будет определяться диаметром электро 11 ного луча, а регистрация считываемой информации-путем измерениятока вторичных электронов, траектории которых определяются элементами магнитнойзаписи, позволяет надежно считывать магнитную запись, Время адресации считываемого элемента записи, а следовательно, искорость адресации в этом случае ограничивэ 1 отся только временем восстановленияпереходной характеристики отклоняющейэлектронный луч системы, Кроме того,вследствие отсутствия механической системы адресации считывающего и записывающего луча и применения более точного инэдежного способа адресации записывающего и считывающего электронного луча отклоняющей системой существенноувеличиваются точность адресации при записи и надежность считывания информации.Работа предлагаемого устройства в рекиГ 1 е записи происходит следующим обраЗОГЛ.Запись информации на ферромагнитный слой 4 диска 3 производят электроннымлучом1 ак как для проведения термомагнитнои записи необходим электронный луч сэнер( ией порядка 15 кэВ, то на выводы 19,21, 22 и 23 в режиме записи подают напря;ание, примерно равное Одз = 15 кВ. Навход 28 устройства подают напряжение по 1672521рядка 12 В, что обеспечивдет нормдльньй режим работы кдтодно-модул я то) ного узла 12, 13, 14, Ток ндклонд катода подают на входы 27. При этом ток фокусирующих катушек 15 выбирают таким, чтобы нап)яжен ность магнитного поля Нф создаваемая фокусирующими кдтушками, была равна УЛЬз л 1 Олз 2 т) Н(з = ---=-8,43 о 1 1 кА/м, где 1 расстояние от модуля 13 к диоду 3, м;1 о =4 л10 - магнитная постоян ная,Гн/м 1;1 = 1,602 х 10 - элементарный электри)9ческий заряд, Кл;и = 9,11 х 10масса покоя электрона, кг. 20Приведенное выше условие позволяет осуществить фокусировку электронного луча на поверхности диска.Перед началом проведения термомагнитной записи импульсом тока в ндмагничи вающей катушке 24. длительность которого больше или равна периоду вращения диска 3, создают стирающее магнитное поле, напряженность которого превышает коэрцитивную силу ферромагнитного слоя 4. При 30 этом создаваемое магнитное поле стирает ранее записанную на ферромагнитном слое 4 информацию, переводя ее в монодоменное состояние, Затем производят термомдгнитную запись. Через определенное время 35 после выхода синхронизирующего сигнала с выхода 26 фотодиода 11, оптический канал которого управляется отверстием в диске 9, на вход 19 модулятора 13 подают напряжение, соответствующее информации, кото рую необходимо записать, Электронный луч, сфокусированный фокусирующей системой 15 и адресуемый отклоняющими катушками 16, проходит сквозь тонкий слой 5 и нагревает некоторую точечную область 45 ферромагнитного слоя 4 - элемент записи, При этом температура ферромагнитного слоя 4 в области элемента записи достигает значений. выше или равных температуре точки Кюри, переводя слой 4 из ферромаг нитного в парамагнитное состояние. Причем линейные размеры нагреваемого элемента записи будут зависеть как от мощности луча, так и от времени воздействия электронным лучом на область элемента за писи.После окончания воздействия электронным лучом ферромагнитный слой 4 остывает, переходя из парамагнитного в ферромдгитое состояние. Г 1 р этом под воздействием собствсчных полей рдс:еипдия феррома нитного слоя 4 вектор ндмдгиенности осгьвдощих областей будет противоположно направлен к исходому вектору ндмагиченности слоя 4, что соответсту-т ми;имуму поте;цидльной энерги доменной структуры в области элемента записи, Адресуя электронный луч отклоняющей системой 16 по радиусу врд 1 дющегося дискд 3, производят образование доменных структур по некоторой области ферромагнитного слоя 4, направление налагниченнос 1 и которых соответствует записываемой инфорл 1 ации,Устройство, реализующее предлагаемый сособ, работает следующим образом.Нд входы 23 и 29 подают напряжение питания порядка Од, =1,5 кВ, что соответсгвует предельному критическому потенциалу слоя 5. При этом мощность электронного луча будет недостаточной, чтобы нагреть ферромагнитный слой 4 до гемпердтуры, ыше температуры точки Кюри, д следовательно, и разрушить записанную нд нем информацию, и в то же вреля позволяет получить высокий коэффициент вторичной электронной элиссии слоя 5, примерно равный 5,Нд выводы 21, 22 коллекторных пластин 17, 18 через нагрузочные сопротивления Вн) и В 2 (см, фиг. 2) подают напряжение Е= 100 В относительно выхода 23 (см, фиг. 1), гальванически связанного со слоем 5, Гри этом между пластинами 17. 18 и слоем 5 со.дается электрическое поле,На движущийся магнитный носитель информации 4 отклоняющей системой 16 адресуют электронный луч, который фокусирующей системой 15 фокусируется на поверхности слоя 5 магнитного носителя информации 4,Использование слоя 5, обладающего большим коэффициентом вторичной электронной эмиссии, нанесенного на ферромагнитный слой 4 - носитель информации, позволяет электронному лучу, попадающему в определенное место слоя 5, выбить из него вторичные электроны, часть из которых будет иметь скорость, близкую или равную скорос) и электронов луча в момент соударения их со слоем 5.Вторичные электроны е (сл, фиг. 2) будут двигаться в магнитных полях рассеивания элементов записи наряженностью Н - различных по направлению и величине вектора намагниченности участков магнИтного носителя 4. Причем про-яженность Г маг 1 Е) / 24нитеЕе,ех полей рассеивания будет соизмерима с толщиной ферромагнитного слоя 4.Нд движущиеся в магнитных е)олях рас. сеивания элементов записи со скоросгыо )/в = /2 Е О) ц//ЕП ВТОРИЧНЫЕ ЗЛЕКТРОНЫ ВОЭ- действует сила Лоренца, коеорая приводит к отклонению их по круговой траектории радиусом г = еЧе/е /е Н,Искривление траектории движения электронов, в свою очередь, приводит к изменению угла вылета их из полей рассеивания наЬ угол и (см. фиг. 2) а - дгсве 1 Ь/г =, чтоприводит к перераспределению количества вторичньех электронов, попадающих нд коллекторные пластины 17 и 18, Если коллекторные пластины расположены нд расстоянии Е. От покрьетия 5, то линейное отклонение Х траектории вторичных электронов относительно 11 ормли к поверхности диска нд расстоянии Е равно Х =-Н/е, Ь 1/е х 2 п 1 Олч) .=.,)Например, в случае 1 - . - . 10 л 1, Н = 40 кА/пт, Ь = 6 10 м, Олче - 1,5 кв получают величину линейного отклонения Х = 2 х 10м, что достаточно для регистрации этого отключения электронов коллекторными пла. стинами 17, 18, в электрическом поле которых они двигаются,Таким образом, токи коллекгорных пластин 17, 18 зависят от направления полета вторичных электронов, которое, л свою очередь, зависит от направления и ндцряженности магнитных полей, адресуемых электроец 1 ым лучом элементов записи на мае нитном носителе информации 4, Следовательно, токи коллекторных пластин будут определяться информацией, записанной на мзенитном носителе информации 4, Токи коилекгорных пластин 17. 18, проходя еерез се)црцгивле ния КН 1 и К 2, созда)от нз них Г)з/еРни/; нз пряжения, которое является вы;одным сигналами устройсте)д, В сл)/чзе 01 Гу)Г евия на носителе 4 элел 1 ееетд млгнитцаи з;)циси г1020 25 30 35 40 4 Г) измг;ее/.;ееия г)ерердсцрс деления токов коллелторееых цлзстин 17, 18. а следовательно, и изменеееия напряжений нз выходах 21, 23 цри движеееии относительно пластин маг)еитного носителя происходить не будет.Формула изобретения 1. Сгеособ гермомзгнитной записи / считывания информации, включающий воздей. ствие электронного луча на движущийся носиель при записи информации с последующей адресацией луча для регистрации считываемой информации, о т л и ч а ющ и й с я тем, что, с целью повышения рдзрешэюецей способности, предварительно на магнитнь;и носиель наносят тонкий слой л 1 этеридла. Обладдющего вторичной электронной эмисгией цри этом в области адресации нд магнитный носитель считывающего электронно о луча создают электрическое поле, д регистрацию считываемой информдцйи Осуецесгеияют путем измерения тока вторич)еых электронов. 2 )/строистеЕО для термомагнитной записи / считывания информации, содержащее корпус, магнитный носитель информации, выгеолненньей в виде магнитного диска, кинемзтически связанного с узлом вращения и синхрониздции, и узел считывания, о т л и ч д ео щ е е с я тел 1, что, с целью повышения разрешающей способности, корпус выполнен в виде вакуумной камеры, э узел счигывзния в виде электронного прожектора с модулятором и отклоняющей системой, вдоль линии перемещения электронного луча установлены две параллельные коллекторные пластины, равноотстоящие относительно оси электронного прожектора, перпендикулярной поверхности мэенитнг)го диска, г 1 ри этом вывод модулятора электронно/о прожектора соединен с информационным входом ус)роиствз. вход оеклоняющей системы - с здресн е)м е)ходг)л 1 устройства, э вью воды кол л,".к)г)рных цлзсеин Гоединены с выходами ус)рое 1 сее,з и цодклю ее)1 ы к источнику пос 1 оя) цеце Г нде) ряжеч 1 ияТираж 321 Государственного комитет 113035, Москва, Подписноепо изобретениям и открытиям при ГКНТ С35. Раушскэя наб 4/5