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Detección de los ámbitos magnéticos por cruces de Túnel
Inventor/es: Holtzberg; Frederic
Mayadas; Ashok F.
Thompson; William A.
VON Molnar; Stephan
Fecha de solicitud: 27 de Julio de 1976
Resumen:
de cruces de túnel suelen detecta ámbitos magnéticos, como ámbitos de burbuja, utilizando el cambio dentro Fermi nivel de uno (o ambos) electrodos debido al campo magnético del ámbito. El cambio de nivel del Fermi causa la altura de barrera del túnel para cambiar, dirigiendo a un cambio en tunneling conductancia qué es detectable como actual o cambio de voltaje. Un cruce de túnel sencillo en flux coupling proximity a los ámbitos magnéticos es adecuados, pero detectores más sensibles están hechos utilizando Schottky cruces de barrera, y semiconductores magnéticos qué banda de conducción de la exposición que parte debido al campo perdido de los ámbitos. En otro embodiment, la hoja magnética que apoya los ámbitos proporciona la barrera de túnel para notar de los ámbitos dentro lo. Detección de submicron los ámbitos es fácilmente consiguió.
Breve sumario:
FONDO DE LA INVENCIÓN
1. Campo de la Invención
Esta invención relaciona a notar dispositivos para detección de magnético (burbuja) ámbitos y más particularmente a un notando significa utilizar cruces de túnel para detección de ámbitos de burbuja magnética.
2. Descripción del Arte Previo
Muchos notando las técnicas son sabidas para detección de ámbitos de burbuja magnética. Esta detección significa generalmente confiar a la influencia en el elemento de detectar del campo magnético perdido debido al ámbito de burbuja. Para caso, un bucle de sentido que comprende un director está mostrado para detección de ámbitos dentro EE.UU. Pat. No. 3,460,116. El cambio en magnético flux enlazando el director de sentido mientras unos pases de ámbito abajo proporciona la señal de producción en una manera sabida.
Otro tipo de ámbito de burbuja que nota es que utilizando magneto-optic readout, cuando mostrado dentro EE.UU. Pat. No. 3,515,456. Esto notando el medio confía al hecho que los ámbitos de burbuja tienen magnetización qué es opuesto a aquello del resto de la hoja magnética. Consiguientemente, la polarización de una entrada la viga ligera será rotated de manera diferente cuándo los pases de viga a través de un ámbito de burbuja que cuándo pasa a través del resto de la hoja magnética. Esto es el wellknown Kerr efecto (reflexión) o Faraday efecto (transmisión).
Un cuatro sensor terminal para ámbitos de burbuja magnética que utilizan el efecto de Sala está mostrado dentro EE.UU. Pat. No. 3,609,720. Este tipo de notar requiere ventajas de entrada adicional y no detectará ultra-ámbitos pequeños.
La burbuja más adecuada el ámbito que nota la técnica descubrió tan lejos es que debido a magnetoresistive efectos. Un magnetoresistive el elemento está localizado en flux coupling proximity a un ámbito magnético. Cuándo el campo perdido del ámbito intercepta el elemento de notar, la resistencia del elemento cambiará y esto está detectado tan tampoco un actual o un cambio de voltaje. Este tipo de notar ofertas las ventajas de fáciles fabrication, integración a la propagación circuitry utilizó para mover los ámbitos, y señal alta-a-proporciones de ruido. Magnetoresistive Notando está descrito con más detalle en un artículo por G. S. Almasi et al, apareciendo en la Revista de Física Aplicada, Vol. 42, P. 1268, 1971.
Cuando el desarrollo de tecnología de ámbito de burbuja magnética continúa, la medida de los ámbitos es decrecimiento para densidad de almacenamiento del aumento. Esto significa que el campo magnético asociado con los ámbitos está aconteciendo muy pequeños y la detección de tales ámbitos es difícil. Para caso, detección de submicron los ámbitos es un problema futuro que pueden ser limitar en el diseño de una densidad muy alta sistemas de ámbito de la burbuja. El arte previo no ha dirigido la detección de ámbitos muy pequeños, excepto varios maquina cuáles han sido presentados utilizando magnetoresistive notando. Para caso, uno tal esquema implica el uso de un segundo magnetoresistive sensor, serie-conectado con el primer sensor, el cual no es en flux coupling proximity al ámbito de burbuja. Indemnización de ruido está conseguida por este esquema para realzar la señal del ámbito para ser notado. Esta anulación de ruido significa está mostrado en copending aplicación Ser. No. 192,547 Oct. archivado 26, 1971 ahora EE.UU. Pat. No. 3,736,419.
Otro magnetoresistive notando el esquema diseñó para detectar ámbitos de burbuja pequeña es que en qué el uniaxial campo de anisotropía y campo de anisotropía de la forma son en ángulos correctos con uno otro, el más pequeño de estos campos que son alineados con la dirección del campo magnético del ámbito. Tal detección significa está descrito en copending aplicación Ser. No. 193,904 Oct. archivado 26, 1971 ahora EE.UU. Pat. No. 3,716,781.
Para proporcionar un ámbito magnético que nota el dispositivo significativamente habiendo aumentado sensibilidad para detección de ámbitos muy pequeños, los solicitantes han descubierto que cruces de túnel proporcionan especialmente detectores sensibles del campo magnético perdido del ámbito. Este efecto está realzado cuándo semiconductores magnéticos y Schottky cruces de barrera están utilizados. Las ventajas más lejanas están conseguidas dentro que la estructura es fácilmente fabricated en la hoja magnética o en cercano proximity a la hoja magnética en qué los ámbitos existe, y puede ser proporcionado dentro variedades muy densas. En particular, ámbitos de burbuja magnética son fácilmente notados, a toda costa de su medida.
Consiguientemente, es un objeto primario de esta invención para proporcionar un ultra-detector sensible de ámbitos magnéticos.
Es otro objeto de esta invención para proporcionar un dispositivo de notar para detección de ámbitos de burbuja magnética qué tener sub-micron diámetros.
Es todavía otro objeto de esta invención para proporcionar un notando significa para detección de ámbitos magnéticos que no confía a un primer efecto de orden.
Es un objeto más lejano de esta invención para proporcionar un ultra-detector sensible de ámbitos de burbuja qué es fácilmente fabricated como detector muy pequeño.
Es un objeto más lejano quieto de esta invención para proporcionar un mejorado notando apparatus para detección de ámbitos de burbuja magnética qué es capaz de alto empaquetando densidades para uso en ámbito de burbuja de densidad alto sistemas.
Es otro objeto de esta invención para proporcionar un notando significa para detección de ámbitos de burbuja magnética qué comprende la hoja magnética en qué los ámbitos existe.
RESUMEN DE LA INVENCIÓN
Una hoja magnética está proporcionada en qué los ámbitos existen. Los ámbitos pueden ser nucleated y colapsados dentro de la hoja y también puede ser propagado en la hoja por medio sabido. Para caso, un permalloy el patrón proporciona polos magnéticos discretos para movimiento de los ámbitos dentro respuesta a un reorientando campo magnético dentro del avión de la hoja magnética. Otra propagación sabida significa bucles de director de los usos para proporcionar un gradiente de campo magnético, mientras todavía otra propagación sabida significa usos permalloy wedges conjuntamente con un sesgo de modular campo para mover ámbitos.
El medio de notar comprende un cruce de túnel localizó suficientemente cerrar a la hoja magnética que el campo magnético perdido de los ámbitos de burbuja interceptará el cruce. Cuándo un campo magnético intercepta el cruce de túnel, el Fermi nivel de uno o ambos electrodos al cruce cambiarán causar la altura de barrera del túnel para cambiar. Estas ventajas a un cambio dentro resistencia de cruce del túnel que puede ser detectado como actual o cambio de voltaje que indica la presencia y ausencia de un ámbito de burbuja magnético. Cualquier tipo de tunneling es adecuado para la práctica de esta invención.
El medio eléctrico está proporcionado para establecer una corriente de túnel a través del cruce de túnel. Este medio eléctrico puede ser cualquiera un actual o fuente de voltaje, y es preferentemente una fuente actual constante o una fuente de voltaje constante. Si una fuente actual constante está utilizada, el cambio en tunneling la resistencia del cruce será indicada como señal de voltaje, mientras si una fuente de voltaje constante está utilizada, el cambio dentro resistencia de cruce del túnel será indicada como pulso actual.
El medio está proporcionado qué es responsive al cambio dentro resistencia de cruce del túnel para detección de la presencia y ausencia de ámbitos de burbuja magnética en flux coupling proximity al cruce de túnel. Si deseado, un amplificador de sentido puede ser proporcionado para amplificar el actual o pulso de voltaje recibido del notando apparatus. Una utilización significa, como cualquier sabido circuitry, está proporcionado para utilizar la corriente de producción o pulsos de voltaje cuando pulsos de información indicative de la presencia y ausencia de ámbitos de burbuja magnética.
El cruce de túnel puede ser comprendido de una barrera de túnel aislante normal, o puede ser un Schottky barrera o doble Schottky barrera. Uso del Schottky barrera y doble Schottky la barrera proporciona una sensibilidad adicional para detección de sub-micron ámbitos, desde ambas la altura de barrera y cambio de ancho de la barrera que depende al campo magnético que intercepta el cruce. Otro útil embodiment emplea un material de semiconductor magnético cuya banda de conducción experimenta partir cuándo el semiconductor magnético tiene una temperatura cierra a su temperatura de punto del Curie. Si el Fermi nivel es del mismo orden como la cantidad de banda de conducción que parte cuál ocurre, un efecto muy grande será conseguido y la sensibilidad de la detectora será realzada.
Otro embodiment utiliza un aislante magnético para proporcionar la barrera de túnel. En este caso, es adecuado de sujetar electrodos a la hoja magnética en qué los ámbitos existe y para utilizar el cruce de túnel formado entre uno de los electrodos (o ambos) y la hoja magnética como el detector de ámbitos en la hoja. Esto embodiment entonces utiliza la hoja magnética él tan parte de la detección apparatus para notar de ámbitos dentro de la hoja magnética.
Cuando será más plenamente aparente más tarde, varias estructuras pueden ser proporcionadas para cada de estos embodiments. Para caso, un metal-estructura de semiconductor, un semiconductor-estructura de semiconductor, un semiconductor-aislante-estructura de semiconductor, y un metal-aislante-estructura de semiconductor puede ser empleada. Mientras algunos de estas estructuras tienen la ventaja de sensibilidad realzada a muy pequeño ámbitos de burbuja magnética, son todos caracterizó dentro que la resistencia de cruce del túnel de estas estructuras experimenta un cambio cuándo un ámbito de burbuja magnético está localizado en flux coupling proximity al cruce. Mientras esta descripción ha sido presentada en plazos de ámbitos de burbuja magnética, otros tipos de ámbitos magnéticos pueden ser detectados también.
Estos y otros objetos, características, y las ventajas serán más aparentes en el siguiendo descripción más particular del preferido embodiments.
Nota: Traducción automatizada de una patente publicada en la oficina de patentes de EEUU. Ver texto original
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