37.1 Магнетоэлектроника.

Магнетоэлектроника – направление функциональной микроэлектроники, связанное с появлением новых магнитных материалов, обладающих малой намагниченностью насыщения, и с разработкой технологических методов

получения тонких магнитных пленок.

На перемагничивание тонкопленочного элемента, толщина которого обычно не превышает толщины одного домена, требуется энергии в 10–20 раз и времени в 10–30 раз меньше, чем на перемагничивание ферритового сердечника.

Наибольший интерес представляет использование тонкопленочных металлических магнитных материалов в микроэлектронных запоминающих устройствах (ЗУ), где в качестве элемента памяти применяются тонкие магнитные пленки. Эти пленки позволяют создавать надежные быстродействующие ЗУ с малой мощностью управления.

Применение тонких магнитных пленок в качестве носителей информации основано на том, что они обладают двумя устойчивыми состояниями. Эти состояния пленки обеспечиваются благодаря одноосной магнитной анизотро-

пии –предпочтительной ориентации вектора намагниченности, которая создается в процессе изготовления пленки или при ее последующей термической обработке с помощью внешнего магнитного поля.

37.2 Магнетоэлектроника.

Использование тонких магнитных пленок для элементов памяти ЭВМ: а – петля гистерезиса тонкой магнитной пленки;

б – элемент памяти с плоскими магнитными пленками;

в – элемент памяти с электролитическим магнитным покрытием, нанесенным на проволоку.

38.1 Проборы на эффекте Ганна.

В 1963 г. американским физиком Ганном в полупроводниках – арсениде галлия GaAs и фосфиде индия InP с электронной электропроводностью было обнаружено явление генерации высокочастотных колебаний электрического тока в случае приложения к образцу постоянного напряжения, превышаю-

щего некоторое критическое значение. Оказалось, что частота колебаний зависит от длины образца и лежит в диапазоне нескольких гигагерц. Поскольку генерация высокочастотных колебаний в объеме не связана с наличием тонких и маломощных p-n-переходов, на приборах Ганна удалось построить СВЧ-генераторы значительно большей мощности, чем на других полупроводниковых приборах.

Генераторы Ганна, выполненные в форме квадратов со стороной 100–150 мкм, дают мощность в непрерывном режиме порядка нескольких милливатт на частотах 1–25 ГГц. Эти генераторы могут работать и в импульсном режиме, обеспечивая импульсную мощность порядка нескольких сотен ватт при к.п.д. 5–25%. Модификацией генератора Ганна является генератор с ограничением накопления объемного заряда (ОНОЗ). В режиме ОНОЗ кристалл арсенида галлия включается последовательно с колебательным контуром и на-

грузочным резистором.

На эффекте Ганна, используя падающий участок вольт-амперной характеристики, можно построить также СВЧ-усили-тель. Например, усилитель на частоте 23–31 ГГц дает усиление по мощности 20 дБ.

38.2 Проборы на эффекте Ганна.

Рис. Схема импульсного усилителя на эффекте Ганна в

триггерном режиме.

Функциональные приборы, построенные на эффекте Ганна, не имеют р-n-переходов и отдельных элементов.

Они выполняют свою функцию только благодаря свойствам материала и форме образца. Так, если изготовить кристалл арсенида галлия специальной формы, то движущиеся домены можно использовать для генерации импульсов

практически любой формы.