Магнитные интегральные схемы
Магни́тные интегра́льные схе́мы, класс интегральных схем (ИС), в которых для обработки и/или хранения информации используются магнитные материалы. Наиболее известны магнитные интегральные схемы на основе плёночных материалов с цилиндрическими магнитными доменами (ЦМД) и магнитооптические ИС.
Магнитные ИС на ЦМД предназначены для создания элементов памяти компьютера. Запоминающей средой в таких ИС служат, как правило, монокристаллические феррогранатовые плёнки (толщиной 0,5–5 мкм), выращиваемые на немагнитных монокристаллических подложках.
Магнитная запись (или считывание) информации осуществляется в процессе зарождения ЦМД под действием импульса магнитного поля токопроводящей петлёй и продвижения (циркуляции) ЦМД внутри плёнки за счёт доменопродвигающих элементов (в отличие от устройств на магнитных лентах или дисках, где происходит механическое перемещение носителя записи).
Для продвижения ЦМД наиболее часто используются т. н. доменопродвигающие структуры, представляющие собой аппликации определённой формы (например, в виде ТI; см. рис.) из магнитомягкого материала (обычно пермаллоя).
При намагничивании аппликаций управляющим магнитным полем, ориентированным в плоскости плёнки, на их краях возникают магнитные полюсы и создаётся магнитная ловушка. При вращении управляющего магнитного поля в плоскости плёнки потенциальные ямы перемещаются вместе с ЦМД, а в узком зазоре между аппликациями ЦМД переходит на соседнюю аппликацию и продолжает движение по её периметру. За один полный поворот управляющего поля в плоскости плёнки происходит перемещение ЦМД на один период доменопродвигающей структуры.
Тактовая частота обращения управляющего поля определяет быстродействие магнитных интегральных схем и составляет несколько сотен кГц. Максимальная скорость продвижения ЦМД в феррогранатовых плёнках 103 м/с. Максимальная плотность записи информации 16–32·106 бит/см2. Все функциональные элементы, обеспечивающие генерацию, продвижение, переключение и детектирование ЦМД, в таких магнитных интегральных схемах неразрывно связаны между собой конструктивно и технологически.
Считывание ЦМД производится тонкоплёночным магниторезистивным детектором. Разработаны ИС на ЦМД ёмкостью до 4000–16 000 кбит, а также модули памяти на ЦМД, включающие в себя смонтированные в едином корпусе одну или несколько магнитных интегральных схем, постоянный магнит и катушку управления.
С конца 2000-х гг. такие магнитные интегральные схемы не находят широкого применения, т. к. значительно уступают устройствам полупроводниковой памяти по объёму, себестоимости и другим показателям.
Магнитооптические ИС предназначены для управления световыми потоками или их преобразования на основе магнитооптических эффектов (эффекта Фарадея, эффекта Керра).
При пропускании светового потока через пластину (плёнку) магнитного материала изменяются поляризация и/или направление распространения света. Примеры использования магнитооптических ИС: модуляторы, коммутаторы, дефлекторы, магнитооптические управляемые транспаранты и др.