4.3 Магнетоелектроніка

Магнетоелектроніка зв'язана е використанням властивостей тонких, магнітних плівок. Застосування магнітних матеріалів як носіїв інформації основане на тім, що вони володіють двома стійкими станами, що відповідають двом граничним ділянкам циклу перемагнічування — магнітному насиченню і розмагнічуванню. Як магнітні матеріали використовуються феритові сердечники, тонкоплівкові магніти елементи. Для магнітних плівок електричні властивості зв'язані з гальваномагнітними ефектами, основаними на взаємодії носіїв струму з магнітним полем у плівці.

Для мікроелектроніки й обчислювальної техніки найчастіше використовуються тонкі .плівки пермалої (сплав нікелю і заліза з невеликими добавками міді, хрому і молібдену). Такі плівки забезпечують високу швидкодю, інформаційні ємності в обмеженому обсязі з малими енергетичними витратами на керування і збереження інформації.

На мал. 4.7 показана схема побудови матриці пам'яті на тонких магнітних плівках.

Малюнок 4.7. Схема побудови матриці пам'яті.на тонких; магнітних

плівках:

1-плівка;2-підкладка: 3-підшар міді; 4 — діелектрична ллівка;

5 - сигнально-розрядні шини; 6-числові шини; 7 — поліамідна плівка

На скляній підкладці 2 спочатку формується мідна плівка 8, на яку потім методом випаровування у вакуумі наноситься пермалоєву магнітна плівку товщиною порядку 0,01 мкм. Далі на основі поліамідної плівки 7, фольгованої із двох сторін у процесі стандартної фотолітографії, формують перпендикулярно розташовані друг до друга числові і сигнально-розрядні шини. Отримана керуюча матриця провідників накладається на скляну пластинку з пермалоєвою плівкою. Якщо тепер по числовий і сигнальнорозряджений шинам пропустити струмові імпульси, то вони при своєму збігу на перехрестку шин перемагнітять ділянку плівки. Під перехрестям шин з'явиться таким чином зорієнтований домен. Це локальне положення намагніченості можна прийняти за одиницю. Магнітостатичні характеристики магнітної плівки забезпечують стабільне положення сформованого домена і тривале збереження записаної інформації. Для того щоб така ситуація була виявлена, у числову шину подається перемінний струм частотою 10 МГц, що розгойдує домен з такою же частотою щодо сигнально-розрядної шини на кут менш ^;90°. В результаті складова повного магнітного потоку домена змінюється по абсолютній величині між максимальним значенням і нулем з частотою, удвічі більшою, ніж частота струму в числовій шині. При цьому виникає вихідний сигнал, що знімається із сигнально-розрядної шини. 'Подані в момент відтворення в числову шину імпульси струму частотою 10 МГц викликають появу вихідного сигналу в сигнально-розрядній шині з частотою 20 Мгц. При відтворенні обидва сигнали (відтворений і опорний) знаходяться у фазі і вихідна різницева напруга, поступаюча на підсилювач, практично дорівнює нулю. Якщо ж відтворюється «1», то корисний сигнал виявляється зрушеним по фазі щодо опорного на 180° і амплітуда вихідного сигналу буде подвоюватися. Це дозволяє чітко розрізнити нульовий рівень сигналу від одиничного і надійно представити відтворену інформацію в двоїчному коді.

На тонких магнітних плівках можуть бути виконані не тільки елементи пам'яті ЕОМ, але також логічні мікросхеми, магнітні підсилювачі й інші пристрої.