Способ регистрации цилиндрическихмагнитных доменов
О П И С А Н И Е ()796910
ИЗОБРЕТЕН ИЯ
К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ
Союз Советсни к
Соцмалистнческмк
Республик (61) Дополнительное к авт. свид-ву (22)Заявлено 07.12.78(21) 2692864/18-24 (51) Nt,. Кл.
6 11 С 7/00 с присоединением заявки М—
Гасударственный камнтет
СССР (23) Приоритет (53) а ДК 681.327..66(088.8) по аелам нзебретеннй н вткрмтнй
Опубликовано 15.01.81. Бюллетень J4 2
Дата опубликования описания 18.01.81 (72) Автор изобретения
М. А. Белкин (71) Заявитель (54) СПОСОБ РЕГИСТРАЦИИ ЦИЛИНДРИЧЕСКИХ
МАГНИТНЫХ ДОМЕНОВ,ках f2).
Изобретение относится к вычислительной технике и может быть использовано для индикации и детектирования слабых локальных магнитных потоков, в частности потоков цилиндрических магнитных доменов (ЦМД) .
Известен способ регистрации UMA, основанный на измерении гальваномагнитных эффектов Холла и Гаусса в полупроводниковых материалах (1).
1О
Однако при переходе к регистрации
UMQ микронных и субмикронных размеров в ферритгранатовых структурах этот способ малоэффективен, поскольку уменьшение геометрических размеров чувствитель15 ного элемента ведет к пропорциональному уменьшению величины сигнала считывания. Кроме того, глубина модуляции энергии внешнего источника потоком рассеяния
ЦМД з ис оТ хопповской подвижности носителей в датчике, которая падает вследствие относительного увеличения роли поверхности попупроводника и рассеяния носителей на границе, что снижает отношение сигнал/помеха и надежность выделения полезного сигнала с датчика
UMQ. Отрицательное влияние поверхностных эффектов особенно ярко выражено в полупроводниковых пленочных образцах с относительно развитой поверхностью и повышенной концентрацией структурных äåфектов .
Наиболее близким к предлагаемому является способ регистрации UMll, основанный на измерении ЭДС Холла И/ИЛИ
Гаусса в тонких полупроводниковых пленНедостатком данного способа является низкое отношение 2-5ДБ полезного сигнала к уровню помехи, наводимой внешними управляющими магнитными полями, а также сравнительно низкая чувствительность 0,2. B/А к слабым магнитным полям ЦМД вследствие рассеяния носителей тока на поверхности пленки и уменьшения подвижности носителей с уменьшением толщины образца.
3 7ОМ
Цель изобретения — повышение чувствительности и отношения сигнал/помеха при регистрации UNQ.
Указанная цель достигается тем, что формируют толщину полупроводниковой
S пленки, равную длине волны Qe-Бройля неосновных носителей, наносят на полу-, проводниковую пленку ферромагнитную пленку и поддерживают температуру, которая соответствует глубине модуляции запрещенной эоны полупроводниковой пленки, большей ее тепловой энергии.
В тонких пленках полупроводников и полуметаллов, толщина которых сравнима с длиной волны Qe-Бройля носителей тока, возможно проявление специфических эффектов, обусловленных квантованием движения носителей по нормали к поверхности пленки. Эффект квантования энергетического спектра носителей тока в таких пленках является следствием ограниченности пленки в одном измерении, например, в направлении нормали. При этом проекция квазиимпульса, перпендикулярная плоскости пленкИ, не определена, что следует из соотношения неопределен- ностей Гейзенберга. Поэтому энергия l электрона в пленке, так же как и любой другой квазичастицы, определяется продольными проекциями кваэиимпульса (a плоскости) и дискретным квантовым числом по нормали. В полупроводниковых пленках кваэидискретность спектра носителей тока проявляется в осциллирующей зависимости термодинамических, оптиче—
3S ских и кинетических характеристик от толщины пленки, причем размерные зависимости удельного сопротивления, магнитосопротивления, постоянной Холла и холловской подвижности претерпевают анома льно большой скачок при определенных значениях толщины пленки. Аномальное (квантованное) изменение магнитосопротивления и постоянной Холла может на два порядка превышать их классические
4S значения, что может быть использовано для эффективной регистрации слабых магнитных потоков UNQ. Степень вырождения неосновных носителей в пленке пропорциональна напряженности магнитного поля, поэтому предлагаемый способ мо$0 жет быть реализован использованием двухслойной пленочной структуры полупроводник-ферромагнетик с высокой магнитной проницаемостью. Последний, насыщаясь полем домена, может рассеивать непосредственно у своей границы значительно более сильное магнитное поле, .чем
fO поле UMQ увеличивая тем самым размерный эффект.
На фиг. 1 изображена конструкция устройства, реализующая предлагаемый способ регистрации UNQ; на фиг. 2 — вид осцилляций выходного сигнала д в зависимости от толщины пленки 4 кратной длине волны Де-Бройля 9, Устройство для регистрации UMQ содержит магнитоодноосную пленку 1 с
UNQ 2, на поверхности которой расположен датчик 3 иэ тонкой полупроводниковой пленки с омическими контактами 4, выполненными из пермаллоя. Датчик- 3 выполнен в виде клина с целью обеспечения условия квантования магнитосопротивления в некоторой области. Контакты
4 являются одновременно магнитными усилителями поля рассеяния ЦМД 2 .
При прохождении ЦМД 2 под датчиком
3 магнитосопротивление датчика претерпевает скачок, вследствие чего на выходе датчика появляется сигнал Д, величина которого зависит от толщины датчика. Эффективность считывания существенно повышается с уменьшением температуры.
Предлагаемый способ позволяет уверенно регистрировать потоки UMQ субмикронных. и микронных размеров без их предварительного расширения, повысить чувствительность и уровень выходного сигнала при считывании UMQ ao 2-5 мВ.
Формула изобретения
Способ регистрации цилиндрических магнитных доменов, основанный на измерении ЭДС Холла И/ИЛИ Гаусса в тонких полупроводниковых пленках, о т л и ч а— ю шийся тем, что, с целью повышения чувствительности и отношения сигнал/ помеха, формируют толщину полупроводниковой пленки, равную длине волны ДеБройля неосновных носителей, наносят на полупроводниковую пленку ферромагнитную пленку и поддерживают температуру, которая соответствует глубине модуляции запрещенной зоны полупроводниковой пленки, большей ее тепловой энергии.
Источники информации, принятые во внимание при экспертизе
1. Боярченков М. А. и др. Магнитные доменные логические и запоминающие устройства. М., Энергия, 1 964.
2 TEER Тгаьэ, Nagn., V.MAC 8, 1972, N 3, р. 457 (прототип).
706910
Составитель Ю. Розенталь
Редактор К. Волощук Техред С.Мигунова Корректор Н. Стец
Заказ 9779/70 Тираж,6 56 Подписное
ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий
113035, Москва, Ж 35, Раушская.наб., a. 4/5
Филиал ППП Патент, г. Ужгород, ул. Проектная, 4
