ФУНКЦИОНАЛЬНАЯ МАГНИТОЭЛЕКТРОНИКА (ФМ).

ЦИЛИНДРИЧЕСКИЕ, МАГНИТНЫЕ ДОМЕНЫ (ЦМД).

ФМЭ – направление электроники, в котором изучаются магнитоэлектронные эффекты и явления в магнитоупорядоченных континуальных средах, а так же создаются приборы для обработки и хранения информации с использованием динамических неоднородностей в магнитоэлектрической природе.

В приборах магнитоэлектроники обработка и хранение информации осуществляется с помощью магнитных НС. Они представляют из себя тонкие магнитные пленки, толщиной несколько мкм, нанесенные на поверхность подложки. Магнитные пленки имеют доменную структуру.

При отсутствии внешнего магнитного поля суммированные площади доменов уравнивают друг с другом.

Поместим эту пленку во внешнее магнитное поле, направление перпендикулярно поверхности.

В зависимости от напряженности внешнего поля и магнитных моментов доменов происходит изменение размеров последних. Если магнитный момент домена совпадает с направлением внешнего магнитного поля, то эта полоса расширяется, следовательно остальные полосы сужаются. При дальнейшем увеличении напряженности внешнего поля – разрыв доменов. И эти разорванные домены приобретают цилиндрическую форму.

При дальнейшем увеличении напряженности, ЦМД существует в интервале [H_min;H_max]

Нанесем на поверхность магнитной пленки проволочную петлю. К ней подведем электрический ток.

При протекании тока через проводящую петлю создается поле, направление против внешнего поля. Следовательно внешнее поле ослабляется, образуется ЦМД.

Чтобы использовать это явление надо научиться перемещать домены по заданной траектории. Наличие домена – «1», отсутствие – «0». Перемещение доменов осуществляется, с помощью магнитных аппликаций. На поверхность магнитной пленки наносится пермалоевые аппликации (сплав, обладающий определенными магнитными свойствами). Который ослабляет магнитное поле под своей поверхностью и тогда образуется потенциальная яма. И домен попадает в нее. Рассмотрим способ перемещения доменов с помощью этой аппликации.

Для управления передвижением аппликаций создается управляющее магнитное поле, вращающиеся плоскости аппликаций. Это поле создается двумя взаимно перпендикулярными катушками токи в которых сдвинуты по фазе на 90 градусов. Пусть при t=0 управляющее магнитное поле направлено вниз, тогда с помощью катушек образуется магнитная полоса. Будем считать, что ЦМД к аппликации подходит южным полюсом

За период вращения управляющего магнитного поля, ЦМД перемещается по заданной траектории на аппликацию №3. Система близкорасположенных аппликаций называется – регистром. Скорость перемещения доменов составляет десятки – сотни м/с. Размер ЦМД составляет 1-5 мкм. Плотность расположения информации 10⁴ бит/мм. Скорость записи 10⁵-10⁶. Считывание информации с использованием устройств на основе магниторезистивного эффекта. Наносится проводящая петля и в случае прохождения домена под ней у нее меняется сопротивление, тогда на выходе «1», если не меняется, то «0».

Устройства на ЦМД используются в качестве запоминающих устройств. Высокое быстродействие, объем записываемой информации и др. Запоминающие устройства не могут создавать им конкуренцию.