рядов обозначена знаками «+» и «-»). Условимся, что домен имеет знак «-», т. е. притягивается к магнитному заряду со знаком « + ». ЦМД при одном обороте поля Яуар будет перемещаться с одной продольной полоски через Т-образный элемент на следующую

Рис. 4.30. Схема токовых петель для двухмерного продвижения ЦМД

Рис. 4.31. Схема продвижения ЦМД в пермаллоевых аппликациях

продольную полоску. Такого рода конструкции МСЛ сейчас практически не используют. Они заменены на С-образные, шевронные и аппликации других форм [4.6].

Управление зарядными МСЛ, создаваемыми полями рассеяния ЦМД. Этот способ основан на том, что при модуляции поля Яви

Рис. 4.32. Схема продвижения ЦМД на пермаллоевых аппликациях клиновидной формы

(см. рис. 1.35), подмагничивающего пластину, ЦМД расширяется при уменьшении поля и сжимается при его увеличении. Возможные пределы изменения поля при условии сохранения ЦМД определяются так: нижняя граница;-переходом ЦМД в полосовой домен; верхняя граница - полем коллапса. Максимальное изменение диаметра ЦМД при этом около 3. Если на пластину (подложку) нанесена клиновидная пермаллоевая аппликация (рис. 4.32), то при модуляции поля происходит следующее. Энергетически выгодным яв-

ляется расположение домена на острие клина. При уменьшении вн диаметр домена растет, домен расширяется в сторону следующих клиньев (вправо), захватывает их и при возрастании Явн, сжимаясь, «стекает» на острие следующего клина.

Доменоуправляющая система в виде непрерывных волнистых аппликаций, формируемых методом ионной имплантации неона илп гелия (система типа «соприкасающихся дисков»). Этот новый способ продвижения основан на создании в маг-нитоодноосной пленке толщиной h специальной jl 1 JL ионно-имплантированной структуры. Для его !/пр\ />1гЧ реализации на поверхность пленки наносят ап- -фг!

пликацию в виде дисков, выполненных из зо- /-«-\ лота (рис. 4.33). Пленку подвергают ионной - ~\учЛч У бомбардировке, в результате чего ее участки, i а 1 11

не защищенные аппликац-иями, изменяют свою xJ--4--f кристаллическую структуру по всей толщине "1 vN-iV ионно-имилантированного слоя Ah. Вследст- III

вие возникающей при этом плоскостной маг- ур /~~"* нитной анизотропии [4.3] вектор намагничен- 4 A >W

ности в этих слоях отклоняется от оси легкого i />и4

намагничивания ЦМД-пленки на некоторый "да (>k.>k.v угол, т. е. появляется составляющая намагни- тГТ «Т

ченности в плоскости слоя in. Под действием „ „„ поля управления Яупр, параллельного плоско- движения 1ЦМд"°в CiH пленки, по разные стороны диска аппли- ионно-имплантирован-кации за счет /„ формируются доменные гра- ной структуре нйцы клинообразного вида, которые, используя понятие магнитных зарядов, можно схематически представить в виде двух положительно и отрицательно заряженных полос, чему на рис. 4.33 соответствуют толстая и тонкая линии. При вращении поля управления границы перемещаются вокруг диска. Поскольку положительно заряженная граница для ЦМД, намагниченною отрицательно, представляет собой МСЛ, то, как следует из рис. 4.33, за один оборот поля управления ЦМД переместится на один шаг, равный диаметру диска.

Преимущество ионно-имплантированных структур заключается в необходимости существенно меньших полей управления для продвижения ЦМД по сравнению с пермаллоевыми аппликациями. Другое преимущество состоит в том, что минимальные размеры аппликаций в этом способе продвижения могут превышать диаметр домена, а следовательно, они могут быть изготовлены методами обычной фотолитографии.

Считывание информации с ЦМД. В общем виде задача считывания информации в устройствах с ЦМД может быть сформулирована как определение направления намагниченности в объеме V= =nDh/4 за время зависящее от требуемой скорости обработки информации. Считывание производят индукционным методом, датчиками Холла, магниторезисторами, а также некоторыми другими методами и приборами.

Индукционный метод, основанный на законе электромагнитной индукции, дает возможность считывать только движущиеся ЦМД и не позволяет регистрировать присутствие неподвижных ЦМД. Ориентировочно можно считать, что техническая реализация метода осуществима для частот выше 1 МГц. Имеются предложения по повышению чувствительности метода. Например, на пути перемещения ЦМД наносят петлю в виде шпильки, по которой пропускают ток такого направления, что поле, создаваемое им, ослабляет под-магничивающее поле до значения, при котором ЦМД растягивается в полосовой домен; при этом площадь его увеличивается в десятки раз, соответственно возрастает и сигнал считывания.

Метод с использованием датчиков Холла (ДХ) требует микроминиатюризации ДХ до размеров ЦМД. При этом ДХ должны также обладать достаточной механической прочностью, хорошей воспроизводимостью характеристик, малой температурной зависимостью и др. Полезный сигнал должен быть порядка 100 мкВ при индукции 5 мТл. В принципе изготовить ДХ, удовлетворяющие данным условиям, можно, но они будут обладать всеми недостатками, которые присущи ДХ, представляющим собой четырехполюсники (наличие четырех выводов, необходимость компенсации неэквипо-тенциальности и др.). Кроме того, они характеризуются большим потреблением, наличием собственного магнитного поля и т. п.

Магниторезисторы при действии магнитного поля меняют электрическое сопротивление. Магниторезисторы, используемые при считывании ЦМД, представляют собой пермаллоевые аппликации, напыляемые на пластину (подложку). При прохождении домена под магниторезистором в последнем происходит поворот вектора намагниченности от ОЛН к ОТН и изменение электрического сопротивления. Этот способ считывания является наиболее перспективным.

Из других методов считывания укажем еще на магнитооптический с использованием эффекта Керра или Фарадея (см. § 1.15). К преимуществам магнитооптического метода считывания относятся: высокая разрешающая способность, позволяющая воспроизводить информацию с плотностью до 10 бит/см; независимость выходного сигнала от скорости перемещения домена; возможность осуществления произвольной выборки; возможность считывания ЦМД со всей пластины и др. Основным недостатком этого метода является низкая технологичность.

Элементы схем. Для построения различных устройств вычислительной техники с использованием ЦМД кроме продвижения и считывания доменов"необходимо еще их генерировать и аннигилировать.

Генераторы ЦМД могут быть построены с использованием различных элементов - токовых петель особой конфигурации, пермаллоевых аппликаций специальной формы и др.

На рис. 4.34 представлена одна из возможных схем генераторов ЦМД, которая хорошо согласуется со схемой продвижения, изобра-.женной на рис. 4.31. Генератором доменов в данном случае может