Устройство для считывания цилиндрических магнитных доменов

 

ОЛ ИСА Е

Союз Советских

Социалистических

Республик 720505

ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (61) Дополнительное к авт. свид-ву— (22) Заявлено 25.10.77 (21) 2537537/18-24 с присоединением заявки №вЂ” (23) Приоритет— (51) М. Кл .

G11 С7/00

G 11 С 11/14

Государственный комитет

СССР (53) УДК 681.327..66 (088.8) Опубликовано 05 03.80. Бюллетень № 9

Дата опубликования описания 15.03.80 до делам изобретений и открытий (72) Авторы изобретения

М. А. Белкин и А. С. Юров (?1) Заявитель (54) УСТРОИСТВО ДЛЯ СЧИТЫВАНИЯ

ЦИЛИНДРИЧЕСКИМИ, МАГНИТНЫХ ДОМЕНОВ

Наиболее близким техническим решением к данному изобретению является устройство для считывания ЦМД, которое содержит магнитоодноосную пленку с ЦМД, на поверхности которой расположен пленочный полупроводниковый магниторезистор с контактными выводами (2) .

Изобретение относится к области вычислительной техники и может быть использовано при построении запоминающих устройств на цилиндрических магнитных доменах (ЦМД) .

Известно устройство для считывания

ЦМД, содержащее магнитоодноосную пленку с ЦМД, на поверхности которой расположен полупроводниковый датчик Холла (1 j, Недостатком устройства является малый выходной сигнал.

В известном устройстве полупроводниковый магниторезистор выполнен из антимонида индия с низкой концентрацией носителей. Как известно, антимонид индия имеет одно из самых высоких значений подвижности носителей, и датчики на его основе позволяют получить сигналы считывания с амплитудой до 7 — 10 мВ. Однако. при проектировании датчиков для считывания доменов микронных и субмикронных размеров приходится резко уменьшать их геометрические размеры, в том числе и толщину, что приводит к резкому снижению подвижности носителей и выделяемой датчиком мощности на усилители считывания. что ведет к снижению точности считывания

1О ЦМД известным устройством.

Целью изобретения является повышение точности считывания за счет увеличения отношения сигнал/помеха.

Поставленная цель достигается тем, что устройство для считывания ЦМД содержит изолирующий слой и ферромагнитную пленку с высокой магнитной проницаемостью. магнитосвязанную через изолирующий слой о с пленочным полупроводниковым магниторезистором, причем ось легкого намагничивания ферромагнитной пленки с высокой магнитной проницаемостью расположена перпендикулярно вектору плотности тока в пленочном полупроводниковом магниторезисторе.

На чертеже изображена конструкция устройства для считывания ЦМД, выполненного согласно данному изобретению.

Устройство для считывания ЦМД содержит магнитоодноосную пленку 1 с ЦМД 2, на поверхности которой расположен пленочный полупроводниковый магниторезистор 3 с контактными выводами 4. Ферромагнитная пленка 5 с высокой магнитной проницаемостью магнитосвязана с пленочным полупроводниковым магниторезистором 3 и отделена от него изолирующим слоем 6.

Работа предложенного устройства происходит следующим образом. о

В режиме работы в условиях возбужденного в магниторезисторе 3 циклотронного резонанса, частота которого в данном случае определяется полем рассеяния ферромагнитного затвора, изменение электропроводности будет обусловлено обычным магниторезистивным эффектом, которое в 4 — 9 раз больше при наличии слоя 6, и изменением электрического сопротивления за счет магниторезистивного эффекта. Как известно, эффект изменения сопротивления в условиях циклотронного резонанса особенно велик в полупроводнике с низкой концентрацией носителей, поэтому, подавая на ферромагнитную пленку 5 постоянное положительное или отрицательное смещение (в зависимости от типа проводимости полупроводниковой пленки), можно сильно обеднить или скомпен45

56

В момент прохождения ЦМД 2 под магниторезистором 3 его нормальная компонента вызывает изменение сопротивления магниторезистора, а радиальная компонента поля рассеяния ЦМД (в плоскости пластины) переключает (перемагничивает) ферромагнитную пленку 5 в направлении оси трудного намагничивания. 3а счет высокой магнитной проницаемости, большей 104 ф, плен- 2 ка, насыщаясь слабым полем домейа, рассеивает непосредственно у своего торца индукцию порядка 104 Гс. Расчет показывает, что нормальнач компонента этой индукции В,, усредненная по толщине полупроводн иковой зр пленки (2 — 3 мкм), составляет величину

300 — 600 Гс, т. е. в 4 — 9 раз превышает собственно поле ЦМД. В этом случае ЭДС

Холла возрастет пропорционально этой величине. В отсутствие ЦМД поле анизотропии вернет намагниченность в прежнее положе33 ние до прихода к устройству следующего домена. Изолирующий слой 6 в данном режиме работы устройства предотвращает шунтирование высокоомного магниторезистора ннзкоомной ферромагнитной пленкой. 40 сировать концентрацию носителей в зоне проводимости, тем самым увеличивая в 3—

5 раз магниторезистивный эффект. Таким образом, уровень выходного сигнала Ь U в принципе можно увеличить более чем на порядок, а КПД вЂ” на два порядка по сравнению с этими величинами в известных устройствах. Предложенное устройство может работать в следующих режимах: обычного эффекта магнитосопротивления, эффекта магнитосопротивления в условиях циклотронного резонанса и эффекта гальваномагнитного резонанса в момент возбуждения в ферромагнитной пленке ферромагнитного резонанса. Последний эффект будет иметь место„если к контактным выводам 4 подвести высокочастотную электромагнитную мощность частотой в, равной частоте ферромагнитного езонанса в магнитной пленке в —— y 4лМ(Н вЂ” Нк), где у — гиромагнитное отношение, 4кМ вЂ” намагниченность насыщения ферромагнитной пленки, Н поле ЦМД, Н вЂ” поле анизотропии ферромагнитной пленки. В момент прохождения

ЦМД вблизи устройства в ферромагнитной пленке возбудится ферромагнитный резонанс и при отсутствии затухания вся электромагнитная энергия магниторезистора поглотится ферромагнитной пленкой, что эквивалентно резонансному изменению электропроводности полупроводника. Суммарное действие описанных эффектов приведет к аномальному резонансному изменению напряжения на контактах устройства, которое в десятки раз превышает данную величину в обычных датчиках Холла и магниторезисторах. Помехоустойчивость устройства обеспечивается выбором материала ферромагнитной пленки с коэрцитивной силой, меньшей поля рассеяния ЦМД, но большей внешних магнитных полей управления. Предложенное устройство может быть изготовлено обычными методами микроэлектронной технологии и будет особенно эффективным для индикации и детектирования доменов микронных и субмикронных размеров.

Формула изобретения

Устройство для считывания цилиндрических магнитных доменов, содержащее магнитоодноосную пленку с цилиндрическими магнитными доменами, на поверхности которой расположен пленочный полупроводниковый магниторезистор с контактными выводами, отличающееся тем, что, с целью повышения точности считывания за счет увеличения отношения сигнал/помеха, оно содержит изолирующий слой и ферромагнитную пленку с высокой магнитной проницаемостью магнитосвязанную через изолирующий слой с пленочным полупроводниковым магнито720505

ых

Составитель Ю. Розенталь

Редактор Е. Герцен Текред I(. Шуфрнч Корректор Т. Скворцова

Заказ 10227/38 Тараи: 662 Подписное

ЦН И ИП И Государствейного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, Ж вЂ” 35, Раушская наб., д. 4/5

Филиал ППП «Патент», г. Ужгород, ул. Проектная, 4 резистором, причем ось легкого намагничивания ферромагнитной пленки с высокой магнитной проницаем остью расположена перпендикулярно вектору плотности тока в пленочном полупроводниковом магниторезисторе.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. ТИИЭР, т. 61, № 1, 1973, с. 45 — 53.

2. Авторское свидетельство СССР № 484560, кл. G ll С 7/00, 14.06.74 (прототип) .