|
|
Большая Советская Энциклопедия (цитаты)
|
|
|
|
|
Цилиндрические магнитные домены | Цилиндрические домены (далее Ц) "магнитные пузырьки", изолированные однородно намагниченные подвижные области ферро- или ферримагнетика (домены), имеющие форму круговых цилиндров и направление намагниченности, противоположное направлению намагниченности остальной его части (рис. 1). Обнаружены в конце 50-х гг. 20 в. в ортоферритах и гексаферритах, предложение о практическом использовании Ц в вычислительной технике относится к 1967. На практике Ц получают в тонких (1—100 мкм) плоскопараллельных пластинах (пленках) монокристаллических ферримагнетиков (ферриты-гранаты) или аморфных ферромагнетиков (сплавы d- и f-переходных элементов с единственной осью легкого намагничивания, направленной перпендикулярно поверхности пластины). поле, формирующее Ц (поле подмагничивания), прикладывается по оси легкого намагничивания. В отсутствии внешнего подмагничивающего поля доменная структура пластин имеет неупорядоченный лабиринтообразный вид (рис. 2, а). При наложении подмагничивающего поля домены, не имеющие контакта с краями пластины, стягиваются и образуют Ц (рис. 2, б). Вектор намагниченности Ц J ориентируется вдоль оси легкого намагничивания.
Изолированные Ц существуют в определенном интервале полей подмагничивания, который составляет несколько процентов от величины намагниченности насыщения материала. Нижняя граница интервала устойчивости соответствует переходу Ц в домены иной формы, верхняя — исчезновению (коллапсу) Ц Устойчивое существование Ц обусловлено равновесием трех сил: силы взаимодействия намагниченности Ц с полем подмагничивания; силы, связанной с существованием у Ц стенок (аналогична силе поверхностного натяжения); наконец, силы взаимодействия намагниченности Ц с размагничивающим полем остальной части магнетика. Первые две силы стремятся сжать Ц, а третья — растянуть. В момент формирования радиус Ц имеет максимальную величину; при дальнейшем увеличении подмагничивающего поля радиус Ц уменьшается, а при некотором поле Нк сжимающие силы начинают превышать растягивающие и Ц исчезают (коллапсируют) (рис. 3). Реальные размеры Ц зависят, помимо поля подмагничивания, от физических параметров материала и толщины пленки. В центре интервала устойчивости диаметр Ц примерно равен толщине пленки.
В однородном поле подмагничивания Ц неподвижны, в поле, обладающем пространственной неоднородностью, они перемещаются в область с меньшей напряженностью поля. Существует предельная скорость перемещения Ц, для разных веществ составляющая от 10 до 1000 м/сек. Скорость Ц ограничивают процессы передачи энергии от движущихся Ц решетке, спиновым волнам и т.п., а также взаимодействие Ц с дефектами в (с уменьшением числа дефектов скорость увеличивается). Ц визуально наблюдаются под микроскопом в поляризованном свете (используется Фарадея эффект).
Тонкие эпитаксиальные пленки (см. Эпитаксия) смешанных редкоземельных ферритов-гранатов и аморфные пленки сплавов d- и f-металлов начинают применяться в запоминающих устройствах цифровых вычислительных машин (для записи, хранения и считывания информации в двоичной системе счисления). Нули и единицы двоичного кода при этом изображаются соответственно присутствием и отсутствием Ц в данном месте пленки. Существуют пленки, в которых диаметр Ц менее 0,5 мкм, что позволяет, в принципе, осуществлять запись информации с плотностью более 107 бит/см2. Практически реализованная система записи и считывания информации основана на перемещении Ц в пленках при помощи тонких (0,3—1 мкм) аппликаций из материала (пермаллоя) Т—-, —- или -образной (шевронной) формы, накладываемых непосредственно на пленку с Ц Аппликации намагничивают вращающимся в плоскости пленки управляющим полем Нупр (рис. 4) так, что в требуемом направлении возникает градиент поля, обеспечивающий перемещение Ц Схемы управления перемещением Ц при помощи пермаллоевых аппликаций работают на частотах изменения управляющего поля около 1 Мгц, что соответствует скорости записи (считывания) информации ~ 1 Мбит/сек. Запись информации осуществляется с помощью генераторов Ц, работающих на принципе локального перемагничивания материала импульсным полем тока, пропускаемого по проводнику в форме шпильки. Одна из возможных схем генерации и перемещения Ц показана на рис. 5. Для считывания информации в запоминающих устройствах на Ц используют работающие на эффекте (см. Магнетосопротивление). Ц представляет собой аппликацию специальной формы из проводящего материала (например, пермаллоя), сопротивление которого зависит от действующего на него поля. Проходя Ц своим полем изменяют его сопротивление, что можно зарегистрировать по изменению падения напряжения на Запоминающие устройства на Ц обладают высокой надежностью и низкой стоимостью хранения единицы информации. Применение Ц — один из возможных путей развития ЭВМ.
Лит.: Bobeck А. Н., Properties and device applications of magnetic domains in ortho-ferrites, "The Bell system Technical Journal", 1967, v. 46, № 8; Ц в материалах. Физические свойства и основы технических применений, "Микроэлектроника", 1972, т. 1, в. 1 и 2; О" Dell Т. Н., Magnetic bubbles, L., 1974; Bobeck A. Н., Delia Torre E., Magnetic bubbles, Amst., 1975; Bobeck A. Н., Bonyhard . ., Geusic J. E., Magnetic bubbles — an emerging new memory technology, "Proceedings of the Institute of Electrical and Electronics Engineers", 1975, v. 63, № 8; Боярченков М. А., элементы автоматики и вычислительной техники, М., 1976.
Ф. В. Лисовский.
Рис. 1. Изолированный цилиндрический магнитный домен (1) в пластине магнетика (2) с одной осью легкого намагничивания. Н — подмагничивающее поле, направление которого совпадает с осью легкого намагничивания, J — намагниченность магнетика (знаки + и - указывают на различие в направлении намагниченности).
|
Для поиска, наберите искомое слово (или его часть) в поле поиска
|
|
 |
 |
 |
|
