411692

5 10 15 го 25 30 35 40 45 50 55 60 65 ПрнРма 5 Во внимание, что речь идет о полупостогпшых запоминающих устройствах, устройство записи двоичной информации, каким бы оно ни было, должно быть предпочтительно отдельным от структуры из топких пленок. Это устройство не включено в продукт эксплуатации, каким является всякое, соответствующее изобретению запоминающее устройство. Считывающее устройство, напротив, является неотъемлемой его частью либо в виде сети проводников для считывания, либо в виде электронно-оптического щупа (или щупов).На фиг. 1 а представлены нормальный цикл гистерезиса по направлению легкого намагничивания пленки или магнитной структуры из тонких пленок; на фиг. 1 б - цикл гистерезиса, смещенный влево; на фиг. 1 в - цикл гистерезиса, смещенный вправо; на фиг. 2 и 3 - два варианта выполнения структур запоминающего элемента из топких ферромагнитных и антиферромагнитных пленок одноосной анизотропии; на фиг. 4 - пример такой структуры, дополненной второй ферромагнитной пленкой, соединяющейся с пленкой основной структуры, взятой как пример, в виде варианта выполнения по фиг. 2; на фиг. 5 - распределение магнитных моментов в ферромагнитной пленке одпоосной анизотропии; на фиг. б - распределение магнитных моментов в анти- ферромагнитной пленке одноосной анизотропии; на фиг, 7 и 8 - распределение магнитных моментов в двух соединяющихся ферромагнитной и антиферромагнитпой пленках одноосной анизотропии в зависимости от ориентации, приданной этим моментам в ферромагнитной пленке при записи в памяти; на фиг.9 - неограничительный пример выполнения пол упостоя нного запоминающего устройства с сетями проводников для считывания; на фиг, 10 и 11 - схемы проводников для считывания; на фиг, 12 - вариант, изображающий полупостоянное запоминающее устройство, в котором считывание производится оптикоэлектропным щупом; на фиг. 13, 14, 15 - графики, дополнительно разьясняющие работу запоминающих элементов.На диаграмме цикла (см, фиг. 1 а - 1 в) ось ординат изображает индукцию В, а ось абцисс - магнитное поле Н в направлении легкого намагничивания. Еогда структура памяти уже написана, то двоичные цифры в ней представлены магнитными состояниями, соответствующими одной из пар циклов гистерезиса в зависимости от кондиционирования, приданного магнитной структуре для записи двух цифр О и 1.Для этого используется соединение, устанавливаемое между антиферромагнитной пленкой 1 (см. фиг. 2 и 4 или фиг. 12) и ферромагнитной пленкой 2. Пленки 1 и 2 находятся в непосредственном контакте (хотя и инверсированном) по отношению к диэлектрическому основанию 3, Пленки 1 и 2 взаимодействуют через посредство промежуточной очень тонкой пленки 4 из немагпитного эле 1- тропроводпого материала (толщина пленки 4 составляет, например, величину порядка неоскольких десятков Л). Структура (см. фиг. 4) дополнена второй ферромагнитной пленкой 5, соедигяющейся с пленкой 2 посредством более тонкой пленки 6 из неферромагнитного металла,Как известно, в насыщенном в одном направлении ферромагнитном веществе магнитные мовенты, связанные с атомами, расположены все параллельно в результате наличия молекулярного поля значения нескольких миллионов гаусс. Между двумя соседними атомами образуется, таким образом, положительное обменное взаимодействие (см. фиг. 5)..Известно также, что в антиферромагнитной структуре обменное взаимодействие для такого же условия является отрицательным: если вещество разделить на плоские сети, в которых расположены атомы одинакового характера, магнитные моменты выстраиваются параллельно друг к другу в каждой плоскости, но с периодическим реверсированием направленности намагничивания от сети к сети (см, фиг. б). Одним из свойств этих антиферромагпитных веществ является устойчивость их магнитного состояния, которое изменяется только после того, как образец данного вещества достигает температуры, по меньшей мере равной значению, характерному для его состава, которая вызывается температурой разупорядоченности и которая является одним из свойств этих веществ в состоянии массы,Структуру, ферромагнитная пленка которой в результате своей собственной структуры обладает осью легкого намагничивания по известному принципу, доводят до температуры разупорядоченности антиферромагнитного материала в присутствии внешнего магнитного поля, действующего на обе пленки и ориентированпого по одному из направлений указанной оси легкого намагничивания. При охлаждении всей структуры в присутствии этого магнитного поля в распределении магнитных моментов антиферромагпитного вещества устанавливается ориентация такая, что в плоской сети этого вещества, находящегося в контакте с ферромагнитной пленкой, магнитные моменты выравниваются в направлении намагничивания ферромагнитного материала, находящегося под действием внешнего поля. акое состояние иллюстрируется фиг. 7 и 8 для двух обратных направлений действующего внешнего магнитного поля. Магнитное состояние антиферромагнитной пленки остается стационарным при любой температуре, не достигающей температуры разупорядоченности, причем вследствие сильного взаимодействия между двумя пленками ферромагнитный материал сохраняет во всей своей толще память поверхностного магнитного состоя. ния антиферромагнитной пленки.Устойчивое состояние (мипимум энергии) цамагничеппости ферромагпитпой пленки связано с паправлепием магнитных моментов поверхпостпой сети аптиферромагпитпой пленки, пахолящепся в контакте с ферромагнитной пленкой.Такая устойчивость состояпия памагничепности показывает, что ось легкого намагничивания ферромагпитпого материала приобрела одцоцаправлецпость по направлению вцешнего магнитного поля, приложенного во время вышеуказаппой обработки и что, слеловательцо, цикл гистерезиса ферромагнитной пленки сместился соответствующим образом в сторону. Например, этот цикл сместился в направлении (см. фиг. 16), соответствуя устройству (см. фиг. 7), и в направлении (см. фиг. 1 в), соответствуя устройству (см. фиг, 8), Все происходит так, как если бы тонкая ферромагцитпая пленка 2 (см. фиг. 2, 3, 4, 9 и 12), взаимодействуя с тонкой ацтифсрромагпитцой пленкой 1, была подвержена действию фиктивного поля соедипспия, пусть поля Нориецтировапного вдоль олпого из двух паправлепий оси легкого памагпичивапия и значение которого зависит от составляющих пленки 1 и 2 материалов и от их условий подготовки. На фиг. 13 а изображен цикл гистерезиса, измеренный вдоль направления легкого цамагничивация нормальцоц одпоосцой ферромагпитпой плецки; ца 136 - тдикл этой пленки в перпепдикулярпом направлепии (Н и - магнитное поле в паправлспии легчайшего памагцичивапия, Н, - магцитпое поле в перпецдикулярном цаправлепии, тогда как па оси ордипат цапесепа составляющая М памагничивапия пленки по цаправлецию поля).На фиг, 14 а и 6 изображены циклы гистерезиса в цаправлсции легчайшего намагничивания и в перпецликулярпом направлении слабо соедипецной пленки, т. е. пленки, поле соедипепия Н; которой того же порядка или меньдпе, чем поле апизотропии Н, ферромагнитной пленки. Поле соелипсвия Н образуется смецдепием цикла в паправлепии легкого намагничивания. На фиг. 146 сплошной лицией обозпачеп цикл слабо соединенной пленки.На фиг. 15 а и б изображены циклы гистерезиса, расположенпые в направлениях легкого и трулцого цамагпичпвапия крепко соелиняюц 1 ейся ферромагпитпой пленки, поле соедицепия Н; которой значительпо превышает поле анизотропии Н,1-1 а фиг. 136 представлен цикл гистерезиса в трудном цаправлеппи песоелипеццой пленки ОЛ С, причем точка Л определяет зпачецие поля ацизотропии Н а точка С (поле слова Н ) перепесеца пуцктдлром па фиг, 146 и 156 для сравпепия (точки С и С" соответствуют точке С от цикла к цик.чу). Крутизпа тацгецсов к исходцой точке или начальная магнитная восприимчивость соединенной ферромагцитной плепки определяется соотцоше 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 б 5 пием М/(Ну - Н;), где М - значение насыщенности намагцичцвапия.Известное количество двоичной ипформации можно записать па слояпую структуру разлпчпыми способами, при ем кажльш информ ациоппый элемепт размещается в том, что в последующем тексте булет пазываться точкой памяти. Предпочтительно запись должпа производиться так, чтобы информационные элементы были расположены в виде липий и столбцов, как обычно в запомппающих устройства.; лвоичпой информации, причем каждая линия изображает олпо счово информации. К комплексу (см, фиг, 9) подключают две сети проводников (линии) 7 и (столбцы) 8, точк пересечения которых расположены в местах, запятых элементами двоичной ипформации.Пересечение обоих проводников 7 и 8 (см, фиг. 1 О), отделенных изолятором 9 и 10, образует точку памяти 11, причем ось легкого амагичивания обозпачепа стрелкой в паправлении Л. Проволпик 7 рассматривается как образующий липию слова, т, е. липгпо, вдоль которой написаны двоичные цифры слова информации (в обычпом смысле этого слова в числовом счислепип). Проводник 8 рассматривается как образующий столбец, т. е. является проводником, прямоугольным по отношению к первому и охватывающим столько линий, сколько слов может содсряаться в запоминающем элементе.Чтобы обеспечить считывапие слова па заданную линию 7, полают ток 1, которьш создает в подстилающей магнитной структуре мггцитцое поле Н цаправ.чецпость которого перпендикулярна цаправлецпости проволцика 7, следовательно перпепдикулярпа направленпости оси ацчзотропии легкого цамагичивация ферромагнитной плепки этой структуры, и значение которого того яе порядка, что и значение поля ацизотропии %; считываюдцей ферромагнитной пленки, т. е. плепки 5 (см. фиг. 9). Намагничивание точки памяти (см, фиг, 8) обозначается стрелкой того ке направления, что и траектория тока д Оно соответсгвует, например, запцсдл лвоичпой цифры 1 и имеет противоположную паправлепность при записи двоичной цифры О. Под действием этого поля слова Нпамагцичивание ферромагнитной пленки, расположенной под точкой памяти и в пепосредственной близости к цей, поворачивается па угол (как обозпачецо сплопгпыми стрелками), по напр авлецию, зависящему от отпосптельных ориентаций первоцачальпого намагничивания точки памяти 11 дл тока 1, Электрический ток, поляр ость которого зависит от этого направления вращеция, подается тогда в проводник 8, с которого спзимается в качестве считывающего сигцала лля чтепия содержания точки памяти 11. Ток прцмерпо той ке амплитуды, цо обратной полярности, снимается с любого проводника 8 липии слова, паправление цачальцого памагцичивашпя кото45 50 55 60 65 7рого обратно направлению в полстилающей ферромагнитной пленке.При прекращении тока 1 намагничивание точки памяти в ферромагнитной пленке переходит ца свою начальную направленность, так как эта операция происходит при температуре, не достигающей температуры разупорядочеццости ацтиферромагцитцой пленки, соединяющейся в этом месте с ферромагнитной пленкой, Ацтиферромагцитная пленка, следовательно, не повлияла ца ориецтацию магнитных моментов в своей сети, находящейся в контакте с ферромагнитной плецкой, и поэтому цамагпичивацие всей точки памяти переходит ца эту ориентацию.Ток, сцятый с любого проводника 8, зависит от угла вращения намагниченности ферромагнитной пленки, подстилающей точку памяти под действием поля слова Н, значения несколько большего или равного Н,. Для этой цесоедицеццой ферромагнитной пленки угол вращения равен 90, а ток, сцимаемый с проводника 8 в качестве сигнала считывания, является максимальным. В данном случае цикл, описываемый намагничиванием во время операции считывания, изображен ца фиг. 13 в линиями ОАС.Что касается слабо соединенной ферромагнитной пленки, то описываемый в тех же условиях цамагцичивацием цикл изображен ца фиг. 146 линиями ОС. В этом случае намагничивание слабо соелинеццой ферром агцитцой пленки поворачивается на угол, несколько меньший, чем 90, и ток, снимаемый проводником 8, слегка меньше максимального, соответствующего той же цесоелинец ной пленке. Ферромагнитная пленка 1 см. фиг. 9) 5 слабо соединяется посредством металлической пленки 6 с ферромагнитной пленкой 2, которая крепко соедицяется с ацтцферромагнитной пленкой,Что касается крепко соелицеццой ферромагнитной пленки (см. фиг. 2), цикл намагничивания, происходящий в условиях, описанных выше, изображен линиями ОС" (см. фиг.156). В данном случае, угол вращения намагничивания ферромагнитной пленки, а следовательно, и сигнал, снятый проводником считывация, слабый, причем его значение можно уменьшить до любой степени за счет повышеция значения поля соединения Н;.Слелуег отметить, что, принимая во внимание общую толщину магнитной структуры, весьма малучо, ацтиферромагцитная пленка может без различия быть помещена над или пол структурой по отношению к проволцикам.Иначе говоря, можцо реверсировать направленность проводников слов и считывания по отношению к оси ацизотропии ферромагнитной пленки в структуре запоминающего элемента. На фиг. 11 изображец пповолцик 7, перпендикулярный к этой оси А, а также лва проводника 8 и 8, параллельных этой оси и образующих с пооводциком 7 две точки памяти 11 и 11, Чтобы прочесть слово инфор 5 10 15 20 25 30 35 40 8мации, прикладывают поляризующее поле Н перпендикулярно к оси анизотропии и, как и прежде, ца проводник 7 подают ток, создающий индукционное поле Н параллельное оси легкого намагничивания подстилающей ферромагнитной пленки. В таком случае, намагничивание точек памяти ферромагнитной плецки поворачивается почти на 180 в одном или другом направлении в зависимости от своей цачальной ориентации по отношению к оси легкого намагпичиванця А. Следовательно, ца выходах проводников 8 и 8 снимаются сигцалы считывания содержания точек памяти 11 и 11, полярности которых представляют собой значения двоичных цифр 0 и 1, например, ранее записанных в этом месте запоминающего элемента, Когда операция считывания заканчивается, намагничивание в точках памяти 11 и 11" возвращается к своей начальной цаправленнос".и, сохранившейся в запоминающем элементе ацтцферромагцитной пленкой структуры при условии, что поле соелинепия Н; по своему значению превышает коэрцитивное псле ферромагцитцой пленки.В другом варианте также в силу известного способа считывания с запоминающим элементом на магнитных пленках лобого типа нет необходимости ассоциировать сети проводников с магнитной структурой для считывания, по можно пользоваться считывающим устройством при поспелстве оптического способа (см. фиг. 12), Считывающая головка включает, папример, осветительцую лампу или ицой источпик света 12, а также фотоэлемент или фотопроводящее приспособление 13. Считывающая головка передвигается при помощи держателя 14 для ощупывания магнитпой поверхности. Поляризоваппый свет источника, например, в поляризаторе 15, паправляется и фокусируется па поверхности магнитной структуры, причем внешняя сторона феппомагнитной пленки 2 подвергается освещению. Отражецный свет падает ца фотоэлемецт, пройля через анализатор 16. Это ощупывапие может обеспечиваться любым известцым механическим устройством, причем, что также известно, эту едицую головку можно заменить мозаикой фотоэлементов или фотосопротивлеций и использовать либо полярцзовацный световой источник, развертывающий магнитную структуру и отраженцый пучок которого, пройдя через анализатор, падает на строку считывапия этой мозаики, либо поляризованный источник светаохватывающий всю поверхность магнитной структуры, отраженный и проанализированный, свет которого падает ца всю поверхцосгь мозаики, в которой устанавливается тогда электрическая развертка элементов (если количество индивидуальных выходов не равно количеству элементов). Принцип и выполнение таких устройств для развертки отпечатанных поверхпостей с электронно-оптическим приспособлением счи.тывания уже известны,Описание способов считывания дается на основе предположения, что запись была осуществлена при циклах гистерезиса точек памяти, соответствующих графикам (на фиг, 1 а и б), в частпости, в том случае, когда используются сети проводников считывания, вследствие чего сигналы 0 и 1 различаются по своей полярности. Для записи ио фиг. 1 а и фиг, 1 б или фиг. 1 а и фиг, 1 в такое различие выразится следуюгцим образом: пикакого сигнала для цифр, запимающих ячейки, намагниченность которых следует циклу, представленному на фиг, 1 а, и один сигнал для цифр, занимающих ячейки, памагничепяость которых следует циклу, представленному иа фиг. 1 б или 1 в в зависимости от выбрапцой записи. Это возможно тогда лишь, когда смегцепие циклов по фиг, 1 а или фиг. 1 в является значительным, т, е. соответствует значительной степеии соединения, как было определено вьппе, При операции считывания (см. фиг. 10) циклы, расположенные в направлении, перпендикулярном к направлению легочного намагиичивания, будут соответствовать графикам б фиг, 13, 14, 15 для ячеек запоминающего устройства с различной степенью соедипенил,причем соединение осуществляется в том или в другом направлении осп легкого намагничивания.Предмет изобретепия1. Магпитный запоминающий элемент, содержаший ферромагпптный слой с одпоосиойанизотропией, о т л и ч а ю щ и й с я тем, что,10 с целшо получения запоминающего элементасо смегценпоп в направлении оси напряженности магнитого поля петлей гистерезиса, внего введеп антиферромагнитный слой, однонаправленно соединенный с топким ферромаг 15 нитным слоем с однооспой анизотропией.2. Элемент по п. 1, отличающийся тем,что между топким ферромагнитным слоем содпооспой анизотропией и антиферромагпитпым слоем расположена иемагпитнал пленка,20 3. Элемент по п. 2, о т л и ч а ю гц и й с я тем,что немагнитпал пленка является электропроводной,4. Элемент по п. 1, о тлич аюгцийся тем,что ферромагнитный слой и антиферромагнит 25 ный слой частично взаимопроникают друг вдруга,каз 1117/20 Подписпо ЦНИИПИ Го ССР Изд,1169 Тираж 591сударственного комитета Совета Министров Спо делам изобретений и открытийМосква, Ж, Раушская наб., д. 4/5 пография, пр. Сапунова,Составитель Е. Иванееваедактор Е, Семанова Текред Е. Борисова Корректор И. Учаки