|
5.1.3. Генерация, детектирование и управление
динамическими неоднородностями
Информация в устройствах на динамических неоднород-
ностях, например, типа доменов, кодируется двумя основными
способами, наличием или отсутствием доменов в заданный мо-
мент времени в заданном месте, либо состояниями границ до-
менов.
Процесс генерации доменов осуществляется в основном
локализацией электромагнитного поля, например, с помощью
аппликации в виде петли, по которой протекает ток
I
(рис. 5.5).
При подаче импульса тока будет создано размагничивающее
поле
Н
разм
, превосходящее значение рабочего поля
Н
раб
и
имеющее противоположный знак. Под аппликацией пленка ло-
кально перемагнитится и образуется домен.
Другим примером процесса генерации доменов может
служить деление зародышевого домена. Если домен зародится,
то будет записана логическая единица, в противном случае -
логический нуль.
177
Рис. 5.5. Генерация доменов с помощью петли тока:
1 - подложка ГГГ; 2 - эпитаксиальная ферритовая пленка;
3 - изолирующая пленка; 4
-
аппликация; 5 – ЦМД
Если в качестве динамической неоднородности применя-
ется ВБЛ, то используется растянутый ЦМД или
страйп-домен
(рис. 5.6). Операцию записи производят в следующем порядке:
вначале отрицательную ВБЛ, находящуюся в вершине страйпа
(рис. 5.6,
а
)
,
переводят в другое положение (рис. 5.6,
б, в
)
.
При-
лагая к вершине страйпа импульс поля смещения, можно полу-
чить пару ВБЛ разных знаков (рис. 5.6,
г
). Положительную ВБЛ
переводят в вершину страйпа (рис, 5.6,
д
), определяют ЦМД
(рис. 5.6,
е
), и уничтожают его путем аннигиляции. Итогом ге-
нерации является отрицательная пара ВБЛ в вершине страйпа.
Наличие пары отрицательных ВБЛ соответствует логической
единице, а ее отсутствие - логическому нулю.
178
Рис. 5.6. Запись ВВП в накопительный регистр (
а
,
в, г. д, е
)
и ее считывание (
б
)
Для других устройств функциональной магнетоэлектро-
ники существуют свои методы генерации, в основе которых
также лежит принцип возбуждения полем. В устройствах на
спиновых волнах используется проводник с током, токовая пет-
ля, а также другие генераторы управляющего магнитного поля.
Управление динамическими неоднородностями магнетоэлек-
тронной природы осуществляется различными физическими
эффектами и явлениями, связанными с наложением физических
полей. По своей природе ЦМД имеют магнитное поле, которое,
взаимодействуя с внешним полем, создает силы, перемещаю-
щие домен в направлении минимальной интенсивности внеш-
него поля. Другими словами, домен перемещается в таком на-
правлении, в котором его энергия будет минимальной. Токовые
аппликации, генерирующие магнитное поле, имеют вид петли
из металлической пленки (рис. 5.7,
а
). Направление тока в ап-
пликации таково, что создается поле, противоположное внеш-
нему, и образуется «яма», которая движется в заданном направ-
лении вследствие последовательной подачи импульсов на фазы
Ф
1
Ф
2
,Ф
3
.Предпочтение отдается трехактной схеме, чтобы из-
бежать взаимодействия следующих друг за другом доменов, а
179
также возвратного их движения. Тактовые аппликатуры просты,
но ненадежны из-за большого количества проводников.
Рис. 5.7. Управление движением ЦМД: а – с помощью
токовых аппликаций;б – с помощью пермаллоевых
аппликаций
Более удобны магнитные аппликации, управляющее
внешнее поле в которых создает магнитостатические ямы и
барьеры (МСБ) (рис. 5.7,
б
). В таких конструкциях домен про-
двигается от аппликации к аппликации, форма которых оптими-
зируется в конкретном случае и представляет собой доменопе-
редвигающую структуру (ДПС). ДПС является эффективным
устройством управления динамической неоднородностью в ви-
де домена.
На рис. 5.8 проиллюстрирована идея перемещения ЦМД
по классическим
TI
-образным ДПС в различные моменты вре-
мени, связанные с направлением вектора управляющего маг-
нитного поля
Н
упр
.
Генерация доменов происходит в генераторе Г, а детекти-
рование - в детекторе Д. ДПС могут полностью управлять пе-
ремещением и коммутировать ЦМД по любому ранее заданно-
му направлению или каналу. Существуют множество конструк-
ций
ДПС,
однако,
наиболее
перспективны
ионно-
имплантированные ДПС. Для других видов динамических не-
180
однородностей существуют свои конструкция устройств управ-
ления, основанные на магнитоэлектрических эффектах и явле-
ниях.
Рис. 5.8. Движение ЦМД по доменопередвигающим
структурам: Г – генератор; Д – детектор
Считывание информации сводится к выявлению динами-
ческих неоднородности, несущих логические «0» и «1», и осу-
ществляется в устройстве, называемом
Do'stlaringiz bilan baham: |
