350 руб
Журнал «Успехи современной радиоэлектроники» №7 за 2014 г.
Статья в номере:
Анализ быстродействия ферромагнитных структур при воздействии внешних магнитных полей различной интенсивности
Ключевые слова: ферромагнитные материалы мультиферроики тонкоплёночные структуры параметрический резонанс ультрагармоники тока нелинейные параметрические зонные системы
Авторы:
А.Г. Шеин - д.ф.-м..н., профессор, зав. кафедрой «Физика», факультет электроники и вычислительной техники, Волгоградский государственный технический университет. E-mail: shein@vstu.ru Г.П. Синявский - д.ф.-м..н., профессор, зав. кафедрой «Прикладная электродинамика и компьютерное моделирование», Южный федеральный университет. E-mail: sinyavsky@sfedu.ru Л.В. Черкесова - к.т.н., д.ф.-м..н., доцент, кафедра «Математика и информатика», факультет информатики и вычислительной техники, Донской государственный технический университет. E-mail: chia2002@inbox.ru Г.Н. Шаламов - вед. инженер, Ростовский научно-исследовательский институт радиосвязи. E-mail: rniirs@rniirs.ru
Аннотация:
Исследованы быстротечные процессы в радиоэлектронных устройствах, использующих ферромагнитные материалы, при воздействии на них электромагнитных полей различной интенсивности. Рассмотрены пути их ускорения для повышения быстродействия аппаратуры СВЧ-диапазона. Проведён анализ характеристик ферромагнитных материалов, как объёмных, так и плёночных, для совершенствования технологии MRAM (Magnetoresistive Random Access Memory), исторически восходящей к памяти на магнитных сердечниках, реализуемой на тонких магнитных плёнках. Рассмотрена доменная структура мультиферроиков, исследованы радиофизические процессы в нелинейной ферромагнитной среде - т.е. нелинейный параметрический резонанс, параметрическая генерация и усиление электромагнитных колебаний. Установлено, что время переходных процессов в нелинейных параметрических зонных системах (НПС), работающих на ультрагармониках тока в высших зонах неустойчивости колебаний, значительно сокращается и стремится к нулю за счёт скачкообразного фазового перехода. Это позволяет повысить быстродействие устройств на базе НПС на несколько порядков, даже применяя для их изготовления традиционные объёмные ферромагнитные материалы. Для тонкопленочных структур быстродействие возрастает ещё на несколько порядков и лежит в области наносекунд, что и позволит усовершенствовать MRAM как нанотехнологию.
Страницы: 18-33
Список источников

  1. Юдинцев В. Пост-КМОП структуры: глобальный вызов наноэлектроники // Электроника НТБ. 2012. № 3. С. 48‑58.
  2. Мериан Лукас Спинтроника на службе хранения информации // ComputerWorld (Россия). 2012. № 20. С. 18-25.
  3. Игнатьев А.А., Ляшенко А.В. Гетеромагнитная микроэлектроника. Микросистемы активного типа // М.: Наука. 2006.
  4. Летюк Л.М., Костишин В.Г., Гончар А.В. Технология ферромагнитных материалов магнитоэлектроники // М.: МИСИС. 2005.
  5. Кравченко А.Ф. Магнитная электроника // Новосибирск: СОРАН. 2002.
  6. Найден Е.П., Родионов В.А. Анализ основного состояния ферромагнитной частицы // Изв. ВУЗов. Физика. 2012. Т. 55. № 4. С. 48-52.
  7. Вашковский А.В., Стальмахов В.С., Шараевский Ю.П. Магнитостатические волны в электронике сверхвысоких частот // Саратов: СГУ. 1993.
  8. Попков А.Ф., Звездин К.А., Чиненков М.Ю. и др. Спиновый транспорт и проблемы магнитной оперативной памяти (MRAM) // Инженерная физика. 2012. № 9. С.19-34.
  9. Игнатьев А.А., Лященко А.В. Магнитоэлектроника СВЧ - КВЧ-диапазонов частот в пленках ферритов // М.: Наука. 2005.
  10. Семиков С. Упрямая загадка магнетизма // Инженер. 2012. № 11. С. 26-29.
  11. Семиков С. Упрямая загадка магнетизма // Инженер. 2012. № 12. С. 26-29.
  12. Чумаков В. Помнить всё // В мире науки. 2012. № 8. С. 39-45.
  13. Попков А.Ф., Соловьёв С.В., Кулагин Н.Е., Звездин А.К. Пространственно-модулированные антиферромагнитные структуры в мультиферроике с двуосной анизотропией // Изв. ВУЗов. Электроника. 2012. № 2 (94). С. 3-9.
  14. Самойлович М.И., Талис А.Л. Кристаллические мультиферроики и симметричные особенности их магнитных подсистем // Нано- и микросистемная техника. 2011. № 1. С. 31‑36.
  15. Ченакин А. ГУН или ЖИГ - Проблема выбора при проектировании высококачественного синтезатора с ФАПЧ // Электроника НТБ. 2012. № 6. С. 118-122.
  16. Черкесова Л.В. Построение и анализ математической модели нелинейных процессов в параметрическом резонаторе при асимметрии его внутренней структуры и гармоническом внешнем воздействии // Успехи современной радиоэлектроники. 2009. № 8. С. 16-29.
  17. Черкесова Л.В. Получение инвариантов движения резонансной нелинейно-параметрической зонной системы без потерь при слабой и сильной нелинейности // Нелинейный мир. 2010. № 9. С. 537-544.
  18. Черкесова Л.В. Взаимосвязь зон неустойчивости резонансной нелинейной параметрической зонной системы без потерь с фазовыми портретами // Электромагнитные волны и электронные системы. 2010. № 6. С. 14‑30.
  19. Черкесова Л.В. Взаимосвязь зон неустойчивости колебаний сильно нелинейной параметрической зонной системы с учётом потерь с её фазовыми портретами // Электромагнитные волны и электронные системы. 2010. № 4. С. 6-19.
  20. Черкесова Л.В. Исследование зависимости амплитуды параметрических колебаний нелинейного резонатора от амплитуды и частоты накачки //Успехи современной радиоэлектроники. 2010. № 8. С. 3-11.
  21. Черкесова Л.В. Исследование функций связи, определяющих взаимосвязь между накачкой и колебаниями резонансной системы в высших зонах неустойчивости // Электромагнитные волны и электронные системы. 2011. № 10. С. 5-18.
  22. Черкесова Л.В. Построение математической модели и анализ энергетических процессов сильно нелинейного асимметричного параметрического зонного резонатора при полигармоническом внешнем воздействии // Успехи современной радиоэлектроники. 2010. № 1. С. 5‑19.
  23. Черкесова Л.В. Воздействие сильных внешних электромагнитных полей накачки на материалы электронной техники с доменной структурой // Нелинейный мир. 2011. № 5. Т. 9. С. 317-323.
  24. Черкесова Л.В. Параметрический зонный тактовый метод и устройства передачи и приёма информации // Радиотехника. 2011. № 10. С. 36-44.
  25. Булгаков Б.М., Чередников П.И. Некоторые применения параметрических систем на магнитных элементах в системах автоматики. Киев. 1970.
  26. Булгаков Б.М., Чередников П.И., Степанов В.П. Исследование параметрического усилителя-модулятора // Радиотехника и электроника. 1974. № 8. С. 1674-1680.
  27. Певзнер В.В., Полонников Д.Е. Усилители постоянного тока с управляемыми генераторами. М.: Энергия. 1970.
  28. Alexander G. Shein, Gennady P. Sinyavsky, Larissa V. Cherkesova, George N. Shalamov Analysis of Ferromagnetic Structures Fast-Acting under the Influence of External Magnetic Fields of Various Intensity // Proceeding of IEEE East-West Design & Test Symposium 2013 (EWDTS-13) Rostov-on-Don. Russia. 2013.September 27-30. Kharkov National University of Radioelectronics - Don State Technical University - Southern Federal University. P. 360-364. 
  29. Шеин А.Г., Синявский Г.П., Черкесова Л.В., Шаламов Г.Н. О создании логических элементов на базе НПС, работающих в высших зонах неустойчивости колебаний, и способы их реализации на новых технологиях // Материалы IМеждунар. Рос.-Белорус. науч.-техн. конф. «Элементная база Отечественной радиоэлектроники», посв. 110-ю со дня рожд. О.В. Лосева. Н. Новгород, 2013. 11-14 сент. РНТОРЭС им. А.С. Попова. Т. 1. С. 91-96.