專利名稱：數據存儲裝置的制作方法
技術領域：
本發明涉及一種用以儲存數字信息(例如電腦文件、數字音樂以及數字視頻等)的數據儲存裝置。明確地說，本發明涉及能夠無限次地寫入數據及讀回數據的數據儲存裝置。
近年來已經有非常多的數據儲存裝置采用各種的介質作為各種數字數據儲存的應用。數據儲存裝置經過設計之后可適應于各種的操作特征，該等特征包括容量、存取速度、寫入/覆寫能力、長時間穩定維持數據的能力(帶電或不帶電時)、尺寸、耐用性、可攜性及類似的特征。
已知的數據儲存裝置包括磁帶儲存體、磁式硬盤儲存體、以及光盤儲存體。這些儲存體都可提供極佳的儲存容量及非常快的數據存取速度，而且都可適應于數據的快速寫入與覆寫應用中。該等儲存體都需要具備移動部件，該移動部件的形式為機電式讀取頭或光學式讀取頭。如此一來便限制了采用此數據儲存介質之裝置進行微型化的程度，并且限制了該裝置在高振動環境下的實用性。雖然在任何的儲存裝置中，表面介質都是數據儲存的關鍵所在，然而所采用的儲存機制還是必須具備有可以對任何支撐基板進行精密控制的特性。因此，這種裝置必須具備精密控制的構造。再者，這種儲存體都要求該讀取頭去存取該裝置的表面，如此一來便限制了該裝置的設計自由度。
本發明的一項目的是提供一種可于任何環境中提供各種用途的可替換的數字數據儲存裝置，舉例來說，尤其是可微型化；及/或可并入其它裝置(例如智慧卡、識別標簽及貼片或類似的裝置)之中；及/或可并入軟性基板；及/或可使用于高振動環境中；及/或簡單的制造方式及便宜的制造成本等。
本發明的一項特殊目的是提供一種可精簡且有效地儲存數字數據的數據儲存裝置，以便能夠無限次地寫入數據及讀回數據。
因此，根據本發明，提供了一種以可讀取的形式來儲存數字信息(例如電腦文件、數字音樂以及數字視頻等)的數據儲存裝置，其包括一個以上的(明確地說應該是多個)存儲器元件，每個存儲器元件都包括一能夠維持且傳導被形成于一連續傳導軌之中的磁疇壁的平面磁導管，其中每條連續軌都具備至少一個反轉節點，選擇性地可有多個反轉節點，且特別地可有非常多個反轉節點。在適當的外加磁場作用下，沿著該導管傳導的磁疇壁的磁化方向會在返轉節點處改變方向，明確地說，實質上其磁化方向被反轉。
每條導管都被形成于一條連續的傳導軌之中。常規地，一條導管形成于封閉回路中，以包括此連續的傳導軌。此回路具備至少一個反轉節點，選擇性地可有多個反轉節點，且特別地可有非常多個反轉節點。根據下面概述的機制方式，便可于該封閉回路中來遞送數據。有些時候，該條磁導管并不會構成由多個反轉節點所組成的整個封閉回路；而是由多個反轉節點所組成的直線鏈路，且具有于兩個端點之間傳送數據的裝置，因此數據仍然能夠繞著看似封閉的回路而循環，舉例來說，該鏈路其中一端包括一數據寫入設備；該鏈路的另一端包括一數據讀取設備；以及包括一額外的電路，以電子方式從該鏈路的輸出端將數據回饋至該鏈路的輸入端。
常規上，該等反轉節點包括該導管的結構及形狀的特征，其經過調適之后，在適當的外加磁場作用下(例如方向會變化的磁場，明確地說是循環變化的磁場)，磁疇傳導的磁化方向便會發生改變，較佳的是會在磁化方向中產生實質反轉的變化。
然而有必要做到，導管方向與磁疇壁傳導方向發生變化，同時在任何位置點都不會造成明顯的不連續現象。因此，在該反轉節點區域中或包含該反轉節點的區域中的結構特征必須能夠在不必在傳導方向中產生任何明顯的劇烈變化下，促使磁疇傳導的磁化方向發生變化，最好是會在磁化方向中產生實質反轉的變化。
在較佳的實施例中，反轉節點包括在該反轉節點所發生的實質磁化方向反轉。較佳地，在該條導管中具備的反轉節點包括一部份，在該部份中方向會與原來的路徑不同，而后方向又會改變回到原來的路徑中，因此在該偏離的部份中并不會有直接的傳導路徑。明確地說，偏離包括與原來的路徑產生90°的偏離。基于上述的理由，與原來的路徑所發生的偏離較佳的是沿著該條導管軌，隨著距離逐漸發生偏離。
舉例來說，該反轉節點在該導管回路結構中包括一擺線部，明確地說其方向朝內，或是與此結構等效的拓樸結構。
較佳地，每個回路中都具備多個此種擺線部。因此根據本發明的裝置較佳地包括數個形成于封閉回路中的磁性導管，每條磁性導管都包括多個擺線，這些擺線用以急劇的方式于通過其上的磁疇壁的磁化方向中產生方向反轉，當這些磁疇壁沿著本發明的導管進行傳導時，可在適當的驅動磁場作用下以擺線用作反轉點。
較佳地，每個擺線都具有一轉向半徑，其半徑介于該導管寬度的三倍至十倍之間。較佳地，當磁疇壁通過這些擺線時，這些擺線便可對其磁化方向造成實質的改變，例如，180°的反轉。
根據本發明，在控制磁場的作用下，該磁性導管的架構必須能夠維持且傳導一磁疇壁。一般來說，該磁性導管都是由連續的磁性材料連續軌所組成的。因此，根據本發明的裝置內的回路較佳地包括磁性線路，明確地說，一般都是位于適用基板之上的平面磁性線路。
因此，該數據儲存裝置會使用到數條的平面磁性導管(特別是磁性線路)，其形狀較佳地是由擺線所組成的封閉回路。明確地說，本發明采用的是磁納米級的技術，本裝置包含數條平面的磁性納米線路，這些納米線路較佳地形成于由擺線所組成的多個封閉回路之中。
這些平面的磁性納米線路的寬度較佳地小于1μm，并且形成于任何適用的基板之上。就采用細窄的納米級線路的裝置而言，納米線路的寬度必須在裝置的儲存容量與制造成本及復雜度之間作取舍。然而，如果該裝置所采用的線路超過1微米的話，便非常不實用；對目前的線路制作技術而言，50nm可能是能夠達到省錢目的的實際下限。應該特別強調的是，技術實務上并無任何的限制，經過改良的制作技術將可進一步地微型化采用本發明的裝置。
該等線路會被放置在磁形材料薄層形式的基板之上。線路的厚度必須經過最佳化，以達到該裝置最佳的效能，而且厚度大體上是寬度的函數。明確地說，線路厚度一般都是線路寬度的四十分之一左右。線路厚度通常都不小于2nm，較佳地不小于3nm。實務上，線路厚度不可能大于25nm。
該等線路可利用光學微影蝕刻技術、X射線微影蝕刻技術、微接觸印刷技術、電子束微影蝕刻技術、陰影光罩沉積技術或任何其它適當的方法來進行制作。線路由磁性材料所構成，例如透磁合金(Ni80Fe20)，或CoFe，或任何其它軟性磁性材料。
采用上述反轉節點的數據儲存裝置必須外加方向會變化的合宜磁場(明確地說應該是循環變化的磁場)，下面將會更詳細地說明施加該磁場的工作方式，該工作方式可讓該反轉節點具有記憶的功能。提供多個各采用一個以上反轉節點的回路陣列便可讓本發明的數據儲存裝置以環狀的方式依序地儲存數據。
可以無限次地將數據寫入本發明的裝置中并且無限次地將該數據讀回。與磁帶儲存體或磁式硬盤儲存體不同的是，本發明不并使用到移動部件。因此，本發明的數據儲存裝置很容易進行微型化處理，且可使用于高振動的環境中。本發明的原理非常簡單，其制造成本亦相當低廉。再者，當本發明的數據儲存裝置不使用時，亦不需要電力來維持其存儲器之中的數據。
本發明使用數個諸如平面磁性線路的磁性導管。這些平面線路形成于某些基板之上，不過與微電子式存儲器不同的是，此基板與該裝置的電子操作或磁性操作毫無關系，該基板基本上僅提供機械支撐。仍然可以采用常規的硅基板，不過因為并不需要使用到該基板的功能，所以亦可使用硅以外的材料，例如玻璃或塑料。該等材料范例包括聚亞醯胺，例如Kapton、聚對苯二甲酸乙二酯或Mylar型的材料、醋酸纖維、聚甲基丙烯酸甲酯或其它材料。塑料基板的優點是成本低、制作方式簡單，并且還可以提供機械彈性，以便讓本發明可適合整合于塑膠卡片(例如智慧卡)或布料之中。
與光盤、磁帶儲存體以及磁式硬盤儲存體不同的是，因為不必以機械方式接取本發明的表面，所以可以將大量的基板互相堆疊在頂端上面，形成一個三維的立方存儲器。
本發明的面儲存密度極為適中，高于磁帶儲存體，但低于磁式硬盤儲存體。必要時，讀取數據及寫入數據的速率非常地快速，甚至高于硬盤驅動器的速率。不過，本發明以環狀的方式依序地儲存數據，所以對特定數據區塊的存取時間相當的低，因而使得本發明對于直接取代電腦中所使用的主硬盤驅動器而言，仍有限制。
國際專利申請案第PCT/GB01/05072號便是基于上述觀點來申請及開發Cowburn及Welland紙材的原理，該案敘述的是如何以納米級的磁性材料點所組成的鏈路(或納米級的平面磁性線路)來建構數字邏輯電路。明確地說，便是說明本發明

圖1所示的磁性NOT柵極。
圖1中，箭頭代表的是用以構成該柵極的磁性材料細帶內的磁化方向。該柵極的中間結構將來自左方的磁化方向反轉。
在磁場中使用該柵極時，該箭頭的方向會隨著時間于該裝置的平面中進行循環。雖然本發明的裝置并不受限于任何的操作理論，不過應該注意的是，因為磁性形狀的非等向特性，該線路中的磁化方向一般都會被局限于該線路的長軸方向中。此意謂著會有兩種可能的磁化方向，因此本質上便存在著二進制的表示特性。通過外加的磁場沿著該線路掃過磁疇壁，便可改變磁化的方向。外加磁場循環的事實意謂著可在角落附近實現磁疇壁。
根據本發明，可以合宜的方法來制作如上述般的NOT柵極。為達目的，較理想的是，略為修正該柵極的形狀，與圖1中的形狀不同，使其具有擺線形狀。該柵極的輸出會被合宜的磁性導管(例如平面磁性線路)連接回到其輸入端，以形成一封閉回路。此等回路所組成的陣列便構成根據此較佳實施例的本發明的裝置，該裝置包括被形成于由串連擺線所組成的大型封閉回路中的平面磁性納米線路，以便構成由磁性NOT柵極所組成的鏈路。最后一個NOT柵極的輸出會被一平面磁性線路回饋至第一NOT柵極的輸入端，形成一封閉回路，以便讓數據序列能夠循環遞送。
當磁疇壁在適當的循環操作磁場作用下(該等磁場的作用方式如上所述，下面將會作更詳細的說明)，傳播經過該等納米線路時，該等擺線便可當作用以傳導該等磁疇壁的反轉節點。反轉輸出僅會出現在該循環外加磁場的半個周期時間延遲之后，如此可使得每個反轉節點如同一個單一位元的存儲器單元或觸發器。因此，由該等擺線所組成的回路便具有如同串列式循環移位寄存器般的存儲器功能，并且可當作本發明的數據儲存裝置。
根據本發明的另一項觀點，本發明所提供的數據儲存系統包括一個以上上述的裝置元件；并且進一步包括一磁場驅動器，用以提供一受控的時變驅動磁場。該磁場驅動器較佳的設定方式是將該驅動磁場同時施加于特定回路中的所有擺線之上，并且同時施加于該系統中的所有回路之上。如此便使得本系統具有獨特的工作特性。該磁場系同時被施加于整個回路中，因此全部的數據位元會同時被向前傳送，而非如慣用的磁性數據儲存體般，在寫入頭的作用下僅能夠局部地向前傳送。
可設計出任何適當的磁場。較佳地，該磁場驅動器能夠提供由兩個正交磁場所組成的受控磁場，該等兩個正交磁場以預設的順序進行操作(較佳地，交替操作)，而且更佳的是，能夠以順時針或逆時針方向形成一鐘式磁場。利用此系統，便可將數據儲存于根據本發明第一項觀點的儲存裝置中。
該系統可能進一步包括適當的電氣輸入及/或輸出(及/或數據輸入及/或輸出)，以便能夠在存儲器儲存與檢索系統中使用該數據儲存裝置。
現在將參考圖2至8來說明根據本發明原理的磁性數據儲存裝置的操作范例。
參考附圖中的圖1到8，作為這種說明，其中圖1所示的是先前技藝的磁性NOT柵極(參見上述說明)的示意圖；圖2所示的是經過修改之后的磁性NOT柵極，其可當作本發明的數據儲存裝置；圖3所示的是圖2的NOT柵極結構(A部份)的示意圖，以及當磁疇壁在循環磁場H的作用下進入P點時的效應的示意圖；圖4中A部份所示的是3個環狀相連的磁性NOT柵極，其構成5位位元串列式移位寄存器，而B部份所示的是在循環磁場的作用下，如何迫使簡易的位元序列(軌跡圖I)及復雜的位元序列(軌跡圖II)于該環狀線路中循環(A部份中的星號表示的便是該回路中的測量點，其測量結果便如B部份所示)；圖5中A部份所示的是11個環狀相連的磁性NOT柵極，其構成13位位元串列式存儲器，而B部份所示的是在循環磁場的作用下，如何迫使簡易的13位位元數據序列于該回路中循環(A部份中的星號表示的便是該回路中的測量點，其測量結果便如B部份所示)；圖6所示的是本發明的數據寫入機制與數據讀出機制的示意圖；圖7所示的是分別以電子多路復用器及去復用器進行定址時，同一個基板上的數個磁性回路的示意圖；以及圖8所示的是將各含有數個數據回路的數個基板堆疊以形成一個三維的立方存儲器的示意圖。
圖2所示的是與圖1相同的NOT柵極示意圖，不過特別的是已針對本發明予以最佳化調適，使其具有一擺線形狀。該柵極是以聚焦離子束對硅基板上面5nm厚的透磁合金(Ni80Fe20)薄膜進行碾磨而制成的。圖中僅有亮白陰影區是磁性材料，其它對比區則是因為制作該柵極期間所使用的多重步驟碾磨制程所造成的。圖2a所示的是柵極中，已經利用一平面磁性線路將其輸出連接回到其輸入端，以形成一封閉回路。圖2b所示的是該柵極結構的放大圖，其中該結構具有一擺線形狀。圖2c所示的是響應外加的循環磁場于點I及點II所進行的磁光測量結果。在輸入(軌跡圖I)變化狀態及輸出(軌跡圖II)變化狀態之間的半個循環延遲等于該外加的循環磁場的半個周期，其對應的便是一種記憶功能。
圖3所示的是用以解釋該擺線的反轉動作的示意圖，更明確地說是此延遲的起點。
在低磁場條件作用下，次微米鐵磁平面線路中的磁化方向會因為強烈的磁性形狀各向異性的關系，而傾向于沿著該線路的長軸。當兩個方向相反的磁化方向在線路中交會時，便會發生連續原子磁運動的重新排列，雖然該重新排列并不非常劇烈，不過卻會在特定距離中逐漸地進行，以形作一磁疇壁。
目前已知的是，通過施加與該線路平行的磁場，便可讓磁疇壁沿著直線的次微米磁性線路進行傳導。當使用本發明時，會以隨著時間于該取樣平面中進行循環變化的向量來外加一磁場，以便沿著亦會改變方向與轉彎角落的磁形線路來傳導磁疇壁。順時針循環或逆時針循環便界定出該磁場的對掌性。假設磁場與角落具有相同的對掌性時，磁疇壁便應該在磁性線路角落附近進行傳導。不過，因為任一角落的對掌性取決于磁疇壁的傳導方向，因此在特定對掌性的循環磁場內，磁疇壁將僅能在其中一個方向中通過一特定的角落。此項結果符合任何必需要有明確信號流動方向的邏輯系統的重要條件。次微米磁性線路內的兩種穩定磁化方向正好可提供用以代表兩種布林邏輯狀態的本質意義，此項特征連同外加一循環磁場便可構成由該存儲器裝置所組成的每個邏輯單元的運作基礎。
如圖3所示的擺線可提供一種反轉功能并且闡述當位于一適當的循環磁場內時的NOT柵極功能。假設該磁場以逆時針的方式循環。當外加磁場從水平方向的循環方式改變成垂直方向的循環方式時，抵達接合端點「P」(圖3B)的磁疇壁將會在該接合位置的第一角落附近傳導(圖3C)，并且傳導至端點「Q」。「P」點與「Q」點之間的磁化便會呈連續狀態(圖3D)。接著，當該磁場向量持續朝相反平行方向循環時，該磁疇便應該在該接合位置的第二角落附近傳導(圖3E)，離開端點「R」，并且于「Q」點與「R」點之間恢復連續狀態。與即將進入該接合處的磁化方向比較起來，剛離開該接合處的線路磁化方向應該已經被反轉。所以，該接合處便應該能夠以半個磁場循環傳導延遲的時間來實施預期的NOT功能。此運作方式如同車子利用三點回轉的操控方式將其方向反轉一般。
因此在該壁抵達輸入端與該壁離開該輸出端之間總共會有半個循環的延遲時間。本發明中，我們發現將大量的磁性NOT柵極串連在一起，并且將該鏈路的輸出回送至該輸入端，便可讓此同步延遲具有相關的記憶功能。
圖4所示的是本發明的簡圖，圖中已經串連三個NOT柵極，并且利用一平面磁性線路將該鏈路的輸出回饋至該鏈路的起始位置。已經利用特定的外加磁場將兩個不同的數據位元序列程式化至該裝置之中，并且通過開始循環該磁場，以便讓該數據能夠開始繞著該回路進行循環。
圖4b中的軌跡圖I顯示的是環繞該鏈路進行循環的簡易位元序列該循環磁場中每隔五個循環便會重復該圖案一次。圖4b中的軌跡圖II顯示的是環繞該回路進行循環的復雜序列，其周期為該循環磁場的五次循環時間。該裝置可以有效地作為一5位位元的序列式移位寄存器。每經過該循環磁場的任一次完整循環之后，該數據位元序列便會向右移一步。該些數據是利用逆時針的循環磁場所取得的結果，因此該等數據以逆時針的方向環繞該條磁性環路。我們發現到，亦可將該磁場的循環方向反轉成順時針的方向，使得該數據循環的方向反轉，并且開始以順時針的方式來環繞該條磁性環路。
圖5所示的是使用11個NOT柵極的本發明的檢測結果示意圖。圖5b顯示的是環繞該回路進行循環的簡易位元序列，其重復周期為該循環磁場的13次循環時間。
藉由通過該平面磁性線路上面或下面、載有電流的微影蝕刻線路，便可將數據寫入每個回路之中。而欲從每個回路之中讀出數據時則可采用下面的方式使用被附著至該回路其中一部份的磁性隧道接面；測量該線路的該等角落中其中一處的磁疇壁電阻值；或是測量該等NOT柵極中其中一個的磁疇壁電阻值。
圖6所示的是該些數據輸入/輸出方法的范例。藉由通過該環路上面或下面、載有電流的電氣微影蝕刻線路(61)，便可將數據寫入該回路之中。數據會以箭頭A的方向環繞該回路。欲從該回路之中讀出數據時則可采用下面的方式在該回路其中一點處的兩個電氣端子(62)之間形成一磁性隧道接面(上方)；或是藉由兩個電氣端子(63)來測量該環路中一小部份內所包含的任何磁疇壁電阻值(下方)。
在本發明的變化例中(該圖中并未顯示)，該磁性導管本身并不會構成一封閉的反轉節點回路，而是構成一條由反轉節點所組成的直線鏈路，于該條鏈路的其中一端具備一數據寫入設備，于該條鏈路的另一端則具備一數據讀取設備。此例中，外部控制電路必須以電氣方式將數據從該鏈路的輸出端回饋至該鏈路的輸入端，以便讓數據仍然可以看似封閉回路的形式進行環繞。
該等數據回路位于一磁場之中，該磁場的向量在該等回路所組成的平面中循環的時間頻率范圍介于1Hz至200MHz之間。當該磁場循環時，其磁場振幅可能會保持不變，因而可形成一圓形的磁場向量軌跡；或者其磁場振幅可能會有變化，因而可形成一橢圓形的磁場向量軌跡。將一條電磁線段放置在該等回路下方，然后在該線段中流過交流電流，便可在小面積的裝置中達到此效果。至于在較大面積的裝置中，則可將載有該等回路的基板放置在四極電磁鐵之內以達到此效果。
該磁場強度應該足以確保能夠經由每個NOT柵極將磁疇壁推向所有的方向之中，但是其強度卻不可以大到在與該數據輸入機制無關的情形下集結新的磁疇壁。
經由每個NOT柵極來推進磁疇壁所需要的磁場可以利用下面的方式進行調整改變該等回路的厚度、改變該等回路的寬度、以及改變用以制造該等回路的磁性材料。該磁場強度應該足以讓該裝置不會因為周圍的雜散磁場而被抹除。如果雜散磁場抹除效應構成一項嚴重的問題時，本發明亦可以利用MuMetal進行屏蔽保護。最理想的裝置所采用的外加磁場強度范圍介于50-2000e之間。
如圖7所示，本發明可以在一單一基板之上包括大量的數據回路，并且使用電子多路復用器及去復用器來定址正確的回路。圖中顯示出，在數據寫入驅動器及多路復用器(71)與數據讀取去復用器及放大器(72)之間具有數個回路。
針對特定的應用，可在回路的數量及每個回路中NOT柵極的數量之間找到最佳的平衡。如果回路的數量很少而每個回路中NOT柵極的數量很多的話，非常容易將其整合至一封裝之中，而且成本相當低廉；但是如果因為制造缺陷導致單一個NOT柵極故障的話，便可能導致整個裝置發生故障。此種組合方式還具有極長的數據存取時間，因為就一特定的數據區塊而言，平均來說，必須等待非常多個時脈循環方能使其循環至讀取位置。如果回路的數量很多而每個回路中NOT柵極的數量很少的話，便不用擔心個別的NOT柵極發生故障(因為可以將含有故障柵極的回路從電路中移除，而不會嚴重地減少整體的儲存容量)，并且具有極快速的存取時間，不過卻會具有較多的讀取點與寫入點(因而成本會比較高)，而且比較難以將其整合至一單一的集成電路封裝之中。本申請案中所有的圖式都是由8個柵極所組成的回路。不過這僅是示意圖，實際上每個回路可包含數以千計的柵極。
本發明的一項特殊特征并不僅限于將數據回路放置在二維的平面之中。與光盤、磁帶儲存體以及磁式硬盤儲存體不同的是，并不需要以機械方式來接取本發明的表面，所以如圖8所示，可以將基板互相堆疊在頂端上面，形成一個三維的立方存儲器。此項優點可達到非常高的數據儲存密度。必要時，同一立方體之中的所有基板可以共用相同的外加循環磁場，以保持各層彼此之間的同步狀態，并且降低裝置的復雜度。
本發明可設計成用以輸入/輸出單一個序列數據串，甚至必要時，可以平行使用數個環路或多個層數來儲存具有多重位元寬度的數據字組串。
因為存取時間極低，因此本發明并不適合取代電腦中所使用的主硬盤驅動器。不過，本發明卻可應用在下面的部份情形中以及其它情形中-可供口袋型數字音樂播放機(例如MP3播放機)作為暫時儲存數字音樂的用途。此項應用需要的是能夠用以儲存經常必須循序重復播放之數字信息的低成本、非易失性、可覆寫式儲存體。如果利用200nm寬的平面線路的話，NOT柵極便可能占據約1μm2的面積。所以被數據鏈路覆蓋面積為1cm2的單層便可提供能夠儲存12個百萬位元組的序列數據儲存體，該容量足以播放12個小時的CD品質音樂。采用多層堆疊的方式便可以極低廉的成本提供數小時的CD品質音樂。
-可供數字相機作為暫時儲存數字相片的用途。目前藉由快閃式電子存儲器來達到此目的，不過該項作法相當昂貴而且僅具有非常有限的覆寫循環次數。
可供行動電話、個人記事簿、掌上型電腦及智慧卡等作為非揮發性的離線儲存體。
權利要求
1.一種以可讀取的形式儲存數字信息的數據儲存裝置，其特征在于，其包括一個或更多的存儲器元件，每個存儲器元件都包括一能夠維持且傳導被形成于一連續傳導軌之中的磁疇壁的平面磁導管，其中每條連續軌都具備至少一個反轉節點，于適當的外加磁場作用下，沿著該導管傳導的磁疇壁之磁化方向會在該等反轉節點處改變方向。
2.如權利要求1所述的數據儲存裝置，其特征在于，每條連續軌都具備至少一個反轉節點，于適當的外加磁場作用下，沿著該導管傳導的磁疇壁之磁化方向實質上會在該等反轉節點處被反轉。
3.如權利要求1或2所述的數據儲存裝置，其特征在于，每條連續軌都具備非常多個反轉節點。
4.如前述權利要求中任一項所述的數據儲存裝置，其特征在于，一導管系被形成于一封閉回路之中，以便構成一條連續的傳導軌。
5.如前述權利要求中任一項所述的數據儲存裝置，其特征在于，導管并不會構成一完整的封閉回路，而是構成一由反轉節點所組成的鏈路，且提供用于兩個端點之間傳送數據之裝置，致使數據仍然能夠繞著看似封閉的回路循環，該裝置于該鏈路其中一端包括一數據寫入設備，于該鏈路的另一端包括一數據讀取設備，以及包括一額外的電路，以電子方式從該鏈路的輸出端將數據回饋至該鏈路的輸入端。
6.如前述權利要求中任一項所述的數據儲存裝置，其特征在于，反轉節點包括該導管的結構及形狀的特征，其經過調適之后，于適當的外加磁場作用下，便可讓磁疇傳導的磁化方向發生改變。
7.如權利要求6所述的數據儲存裝置，其特征在于，反轉節點包括該導管的結構及形狀的特征，其經過調適之后，于循環的外加磁場作用下，便可讓磁疇傳導的磁化方向實質上發生反轉。
8.如權利要求6或7所述的數據儲存裝置，其特征在于，反轉節點包括一位于一節點前方的偏離部，磁化方向實質上會于該處發生反轉；以及進一步包括一部份，于該部份中，該導管中之方向會與原來的路徑不同，而后方向又會改變回到原來的路徑中，因此于該偏離的部份中并不會有直接的傳導路徑存在。
9.如權利要求8所述的數據儲存裝置，其特征在于，該偏離包括與該導管原來的路徑產生90°的偏離。
10.如權利要求8或9所述的數據儲存裝置，其特征在于，該反轉節點于該導管回路結構或與此結構等效的拓樸結構之中包括一擺線部。
11.如權利要求10所述的數據儲存裝置，其特征在于，包括多個設于每個回路之中之該擺線部。
12.如權利要求11所述的數據儲存裝置，其特征在于，包括形成于封閉回路之數條磁性導管，每條磁性導管都包括多個擺線，該等擺線系用以急劇的方式于通過其上的磁疇壁的磁化方向中造成方向反轉。
13.如權利要求10至12項中任一項所述的數據儲存裝置，其特征在于，每個擺線都具有一轉向半徑，該半徑系介于該導管寬度的三倍至十倍之間。
14.如前述權利要求中任一項所述的數據儲存裝置，其特征在于，該磁性導管包括一條位于適用基板之上的平面磁性線路。
15.如權利要求14所述的數據儲存裝置，其特征在于，該磁性線路包括厚度介于2nm與25nm之間、寬度介于50nm與1μm之間的磁性納米線路。
全文摘要
描述了一種用于按可讀取形式存儲數字信息的數據存儲裝置，它由一個或多個存儲器元件構成，每一個存儲器元件都包括能維持和傳導被形成于一連續傳導軌之中的平面磁導管。每個連續軌都具有至少一個且優選許多反轉節點，于適當的外加磁場作用下，沿著該導管傳導的磁疇壁之磁化方向會在該等反轉節點處改變方向。
文檔編號G11C13/02GK1656568SQ03812000
公開日2005年8月17日 申請日期2003年3月25日 優先權日2002年3月27日
發明者R·P·考布恩 申請人:東門投資有限公司