Наноэлектронная элементная база информатики на основе полупроводников и ферромагнетиков

Упражнение 1:

Номер 1

На рисунке показана наноархитектура магнитного покрытия дисков в накопителях с "перпендикулярной" записью информации. Какие элементы покрытия обозначены здесь указанными номерами? Какую функцию они выполняют? 1 и 2?

Ответ:

(1) защитный слой, защищает рабочие слои от влияния внешней среды и от механических повреждений

(2) магнитожесткий слой с осью легкого намагничивания, ориентированной перпендикулярно к плоскости слоя, именно в нем записывается, сохраняется и считывается информация

(3) промежуточные слои с тщательно подобранным химическим составом, которые позволяют минимизировать внутренние магнитострикционные напряжения в системе

(4) антиферромагнитный слой, нужен для магнитной развязки соседних противоположно намагниченных слоев

Номер 2

На рисунке показана наноархитектура магнитного покрытия дисков в накопителях с "перпендикулярной" записью информации. Какие элементы покрытия обозначены здесь указанными номерами? Какую функцию они выполняют? 3?

Ответ:

(1) защитный слой, защищает рабочие слои от влияния внешней среды и от механических повреждений

(2) магнитожесткий слой с осью легкого намагничивания, ориентированной перпендикулярно к плоскости слоя, именно в нем записывается, сохраняется и считывается информация

(3) промежуточные слои с тщательно подобранным химическим составом, которые позволяют минимизировать внутренние магнитострикционные напряжения в системе

(4) антиферромагнитный слой, нужен для магнитной развязки соседних противоположно намагниченных слоев

Номер 3

На рисунке показана наноархитектура магнитного покрытия дисков в накопителях с "перпендикулярной" записью информации. Какие элементы покрытия обозначены здесь указанными номерами? Какую функцию они выполняют? 4 и 6?

Ответ:

(1) магнитомягкие слои с противоположными направлениями горизонтальной намагниченности, через которые замыкаются магнитные потоки во время записи информации

(2) магнитожесткий слой с осью легкого намагничивания, ориентированной перпендикулярно к плоскости слоя, именно в нем записывается, сохраняется и считывается информация

(3) промежуточные слои с тщательно подобранным химическим составом, которые позволяют минимизировать внутренние магнитострикционные напряжения в системе

(4) антиферромагнитный слой, нужен для магнитной развязки соседних противоположно намагниченных слоев

Номер 4

На рисунке показана наноархитектура магнитного покрытия дисков в накопителях с "перпендикулярной" записью информации. Какие элементы покрытия обозначены здесь указанными номерами? Какую функцию они выполняют? 5?

Ответ:

(1) защитный слой, защищает рабочие слои от влияния внешней среды и от механических повреждений

(2) магнитожесткий слой с осью легкого намагничивания, ориентированной перпендикулярно к плоскости слоя, именно в нем записывается, сохраняется и считывается информация

(3) промежуточные слои с тщательно подобранным химическим составом, которые позволяют минимизировать внутренние магнитострикционные напряжения в системе

(4) антиферромагнитный слой, нужен для магнитной развязки соседних противоположно намагниченных слоев

Упражнение 2:

Номер 1

На рисунке показана структура магнитной головки в накопителях с "перпендикулярной" записью информации. Какие функциональные элементы обозначены здесь указанными номерами? Какую функцию они выполняют? 1 и 5?

Ответ:

(1) магнитные экраны, ослабляют влияние посторонних магнитных полей

(2) тонкое плечо магнитной записывающей головки, с помощью которого выполняется запись бита

(3) обмотка, магнитопровод индуктивной записывающей головки

(4) магниторезистивная считывающая головка

Номер 2

На рисунке показана структура магнитной головки в накопителях с "перпендикулярной" записью информации. Какие функциональные элементы обозначены здесь указанными номерами? Какую функцию они выполняют? 2?

Ответ:

(1) магнитные экраны, ослабляют влияние посторонних магнитных полей

(2) тонкое плечо магнитной записывающей головки, с помощью которого выполняется запись бита

(3) обмотка, магнитопровод индуктивной записывающей головки

(4) магниторезистивная считывающая головка

Номер 3

На рисунке показана структура магнитной головки в накопителях с "перпендикулярной" записью информации. Какие функциональные элементы обозначены здесь указанными номерами? Какую функцию они выполняют? 3 и 4?

Ответ:

(1) магнитные экраны, ослабляют влияние посторонних магнитных полей

(2) тонкое плечо магнитной записывающей головки, с помощью которого выполняется запись бита

(3) обмотка, магнитопровод индуктивной записывающей головки

(4) магниторезистивная считывающая головка

Номер 4

На рисунке показана структура магнитной головки в накопителях с "перпендикулярной" записью информации. Какие функциональные элементы обозначены здесь указанными номерами? Какую функцию они выполняют? 6?

Ответ:

(1) магнитные экраны, ослабляют влияние посторонних магнитных полей

(2) тонкое плечо магнитной записывающей головки, с помощью которого выполняется запись бита

(3) обмотка, магнитопровод индуктивной записывающей головки

(4) магниторезистивная считывающая головка

Номер 5

На рисунке показана структура магнитной головки в накопителях с "перпендикулярной" записью информации. Какие функциональные элементы обозначены здесь указанными номерами? Какую функцию они выполняют? 7-9?

Ответ:

(1) основа магнитного диска, магнитомягкие слои, через которые замыкается магнитный поток, 9 – магнитожесткий слой, в котором записана и сохраняется информация

(2) магнитные экраны, ослабляют влияние посторонних магнитных полей

(3) тонкое плечо магнитной записывающей головки, с помощью которого выполняется запись бита

(4) обмотка, магнитопровод индуктивной записывающей головки

Упражнение 3:

Номер 1

При использовании технологии локального нагрева участка записи последний проходит под лазерным нагревателем на протяжении короткого времени. Рассчитайте время (в нс) нагрева при условиях если скорость вращения магнитного диска составляет 5400 оборотов/мин., радиус магнитной дорожки 25 мм, а ширина лазерного пучка 680 нм. Ответ введите с точностью до первого знака после запятой.

Ответ:

48,1

Номер 2

При использовании технологии локального нагрева участка записи последний проходит под лазерным нагревателем на протяжении короткого времени. Рассчитайте время (в нс) нагрева при условиях если скорость вращения магнитного диска составляет 5400 оборотов/мин., радиус магнитной дорожки 16 мм, а ширина лазерного пучка 720 нм. Ответ введите с точностью до первого знака после запятой.

Ответ:

79,6

Номер 3

При использовании технологии локального нагрева участка записи последний проходит под лазерным нагревателем на протяжении короткого времени. Рассчитайте время (в нс) нагрева при условиях если скорость вращения магнитного диска составляет 7200 оборотов/мин., радиус магнитной дорожки 35 мм, а ширина лазерного пучка 850 нм. Ответ введите с точностью до первого знака после запятой.

Ответ:

32,2

Номер 4

При использовании технологии локального нагрева участка записи последний проходит под лазерным нагревателем на протяжении короткого времени. Рассчитайте время (в нс) нагрева при условиях если скорость вращения магнитного диска составляет 5400 оборотов/мин., радиус магнитной дорожки 25 мм, а ширина лазерного пучка 820 нм

Ответ:

58

Номер 5

При использовании технологии локального нагрева участка записи последний проходит под лазерным нагревателем на протяжении короткого времени. Рассчитайте время (в нс) нагрева при условиях если скорость вращения магнитного диска составляет 10000 оборотов/мин., радиус магнитной дорожки 14 мм, а ширина лазерного пучка 950 нм. Ответ введите с точностью до первого знака после запятой.

Ответ:

64,8

Упражнение 4:

Номер 1

Оцените теоретически возможную плотность записи информации на магнитный диск, в котором магнитожесткий запоминающий слой сформирован в виде массива наностолбиков, если диаметр наностолбиков составляет 30 нм, а расстояние между ними 15 нм

Ответ:

(1) 1,14*10¹¹ бит/см²

(2) 1,16*10¹¹ бит/см²

(3) 1,18*10¹¹ бит/см²

Номер 2

Оцените теоретически возможную плотность записи информации на магнитный диск, в котором магнитожесткий запоминающий слой сформирован в виде массива наностолбиков, если диаметр наностолбиков составляет 25 нм, а расстояние между ними 10 нм

Ответ:

(1) 1,8*10¹¹ бит/см²

(2) 1,88*10¹¹ бит/см²

(3) 1,9*10¹¹ бит/см²

Номер 3

Оцените теоретически возможную плотность записи информации на магнитный диск, в котором магнитожесткий запоминающий слой сформирован в виде массива наностолбиков, если диаметр наностолбиков составляет 19 нм, а расстояние между ними 6 нм

Ответ:

(1) 3,5*10¹¹ бит/см²

(2) 3,46*10¹¹ бит/см²

(3) 3,69*10¹¹ бит/см²

Номер 4

Оцените теоретически возможную плотность записи информации на магнитный диск, в котором магнитожесткий запоминающий слой сформирован в виде массива наностолбиков, если диаметр наностолбиков составляет 12 нм, а расстояние между ними 5 нм

Ответ:

(1) 7,99*10¹¹ бит/см²

(2) 7,88*10¹¹ бит/см²

(3) 7,76*10¹¹ бит/см²

Номер 5

Оцените теоретически возможную плотность записи информации на магнитный диск, в котором магнитожесткий запоминающий слой сформирован в виде массива наностолбиков, если диаметр наностолбиков составляет 7 нм, а расстояние между ними 3,5 нм

Ответ:

(1) 2,09*10¹² бит/см²

(2) 2,9*10¹² бит/см²

(3) 2,8*10¹² бит/см²

Упражнение 5:

Номер 1

На рисунке показана оптимизированная структура ячейки магниторезистивного ОЗУ. 2?

Ответ:

(1) подзатворный диэлектрик

(2) изолирующие слои из диэлектриков

(3) металлическая шина записи слова

Номер 2

На рисунке показана оптимизированная структура ячейки магниторезистивного ОЗУ. 3, 4, 8 и 13?

Ответ:

(1) изолирующие слои из диэлектриков

(2) металлическая шина записи слова

(3) электрод стока, который соединяется с «землей»

Номер 3

На рисунке показана оптимизированная структура ячейки магниторезистивного ОЗУ. 5 и 9?

Ответ:

(1) электрод стока, который соединяется с "землей "

(2) металлическая шина записи слова

(3) проводник, соединяющий магниторезистивный элемент с истоком МДП транзистора

Номер 4

На рисунке показана оптимизированная структура ячейки магниторезистивного ОЗУ. 6 и 7?

Ответ:

(1) магнитное "ложе" из "мягкого" феромагнетика для локализации магнитного поля, создаваемого электрическим током, текущим вдоль шины

(2) металлическая шина записи слова

(3) запоминающий слой ферромагнетика

Номер 5

На рисунке показана оптимизированная структура ячейки магниторезистивного ОЗУ. 10-12, 14 и 15?

Ответ:

(1) антиферромагнитные слои с постоянной намагниченностью и промежуточный слой между ними

(2) пленка изолятора, которая образует туннельный переход магниторезистивного элемента

(3) запоминающий слой ферромагнетика

Упражнение 6:

Номер 1

Оцените плотность записи информации в магниторезистивном ОЗУ, в котором оптимизированная ячейка памяти имеет размеры: 1200 х 1150 нм

Ответ:

(1) 7,5*10⁷ бит/см²

(2) 7,6*10⁷ бит/см²

(3) 7,2*10⁷ бит/см²

Номер 2

Оцените плотность записи информации в магниторезистивном ОЗУ, в котором оптимизированная ячейка памяти имеет размеры: 960 х 880 нм

Ответ:

(1) 1,18*10⁸ бит/см²

(2) 1,21*10⁸ бит/см²

(3) 1,65*10⁸ бит/см²

Номер 3

Оцените плотность записи информации в магниторезистивном ОЗУ, в котором оптимизированная ячейка памяти имеет размеры: 780 х 720 нм

Ответ:

(1) 1,56*10⁸ бит/см²

(2) 1,78*10⁸ бит/см²

(3) 2,79*10⁸ бит/см²

Номер 4

Оцените плотность записи информации в магниторезистивном ОЗУ, в котором оптимизированная ячейка памяти имеет размеры: 640 х 560 нм

Ответ:

(1) 2,96*10⁸ бит/см²

(2) 2,79*10⁸ бит/см²

(3) 2,34*10⁸ бит/см²

Номер 5

Оцените плотность записи информации в магниторезистивном ОЗУ, в котором оптимизированная ячейка памяти имеет размеры: 540 х 480 нм

Ответ:

(1) 3,86*10⁸ бит/см²

(2) 2,79*10⁸ бит/см²

(3) 3,79*10⁸ бит/см²

Упражнение 7:

Номер 1

На рисунке показана структура ячейки магниторезистивного ОЗУ с резонансным туннельным переходом. Какие функциональные элементы обозначены здесь указанными номерами? Какую функцию они выполняют? 1 и 11

Ответ:

(1) верхний и нижний электроды

(2) промежуточный слой

(3) нижний запоминающий слой

Номер 2

На рисунке показана структура ячейки магниторезистивного ОЗУ с резонансным туннельным переходом. Какие функциональные элементы обозначены здесь указанными номерами?  2, 3 и 4

Ответ:

(1) верхний запоминающий слой

(2) промежуточный слой

(3) нижний запоминающий слой

Номер 3

На рисунке показана структура ячейки магниторезистивного ОЗУ с резонансным туннельным переходом. Какие функциональные элементы обозначены здесь указанными номерами? 5, 6 и 7

Ответ:

(1) верхний резонансный слой

(2) туннельный слой

(3) нижний резонансный слой

Номер 4

На рисунке показана структура ячейки магниторезистивного ОЗУ с резонансным туннельным переходом. Какие функциональные элементы обозначены здесь указанными номерами? Какую функцию они выполняют? 8 и 10

Ответ:

(1) верхний и нижний магнитожесткие слои

(2) туннельный слой

(3) нижний резонансный слой

Наноэлектронная элементная база информатики на основе полупроводников и ферромагнетиков - тест 11