پایان نامه نحوه عملکرد ادوات ذخیره کننده اطلاعات دیجیتالی

تعداد صفحات: 132 فرمت فایل: word کد فایل: 10001332
سال: 1386 مقطع: کارشناسی دسته بندی: پایان نامه فیزیک
قیمت قدیم:۱۹,۸۰۰ تومان
قیمت: ۱۷,۷۰۰ تومان
دانلود فایل
  • خلاصه
  • فهرست و منابع
  • خلاصه پایان نامه نحوه عملکرد ادوات ذخیره کننده اطلاعات دیجیتالی

    پایان نامه کارشناسی فیزیک

    گرایش : حالت جامد

    چکیده :

    در سال‌های اخیر بعد از کشف TMR , GMR در چند لایه‌های مغناطیسی علاقه شدیدی به گسترش این موضوع در بین محققین به وجود آمد.

    در این اثر علاوه بر درجه آزادی از اسپین آن نیز استفاده شده است. با پیشرفت این تحقیقات ، کاربرد وسیع آن در ادوات ذخیره کننده اطلاعات دیجیتالی مشخص شد. این پدیده‌های اسپینی به سرعت به اجراء در آمده‌اند، مخصوصاً از بعد از سال 1988 پس از مشاهده نخستین GMR.

    کلمات کلیدی در این پروژه ، حافظه‌های غیر فرار ، مقاومت مغناطیسی عظیم و مقاومت مغناطیسی تونل زنی ، ROM , MRAM , PAM ، دیسک‌های مغناطیسی و Shodow RAM و. .. می‌باشد.

     

    مقدمه :

    در این پروژه به بررسی انواع حافظه‌ها ، چگونگی عملکرد دیسک‌ها و نیز نحوه ی ضبط اطلاعات بر روی آنها و به طور کل ضبط روی مواد مغناطیسی می‌پردازیم.

    هنگامی که اطلاعات بر روی یک به اصطلاح واسطه ذخیره یا ضبط می‌گردند (در اشکال متفاوت ضبط مغناطیسی) ، در می‌یابیم همواره چه در زمان گذشته و چه در زمان حال این فن آوری بوده است که بر صنعت تسلط داشته است. ذرات مغناطیسی با لایه‌های نازک دارای کورسیوتیه چند صد. ... هستند و به آسانی قادر به حفظ یک الگوی مغناطیسی از اطلاعات ثبت شده ( در چگالی ده‌ها هزار بیتی ) برای صد‌ها سال بوده و با این حال هنگامی که مطلوب باشد، الگو با نوشتن اطلاعات جدید بر روی قدیم به سادگی قابل تغییر می‌باشد.

    از آنجایی که فرآیند ضبط مستلزم یک تغییر در جهت استپین‌های الکترون است ، فرآیند به طور نا محدود معکوس پذیر است و اطلاعات جدید ممکن است فوراً بدون هیچ فرآیندی توسعه لازم را داشته باشد. این مقاله با توسعه خواص مغناطیسی مواد ضبط می‌پردازد که از 1975 رخ داده اند.

    قدیمی ترین مواد ضبط مغناطیسی عبارت بودند از سیم‌های فولاد زنگ نزن[1] 12% نیکل و 12% کروم ، که طوری آبکاری آنیلینگ شده بودند که ذرات تک حوزه از فاز مزیتی در یک شبکه آستنیت رسوب می‌کردند. پسماند زدایی تا Oe300-200 به این طریق به آسانی به دست می‌آید. در شکل عملی ، فایده سیم‌ها را می‌توان محدود کرد. سیم‌ها طوری تابیده می‌شوند که نواحی از سیم که در حین ضبط کردن با هد در ارتباط است. لزوماً در عمل خواندن ، نواحی نیست که به هد مماس می‌شود ، ثانیاً سیم‌ها به آسانی می‌شکستند و فقط توسط گره زدن می‌شد آنها را ترمیم کرد.

    به همین دلایل سیم‌ها در دهه‌های 1940 و 1950 با نوار‌های وصله جایگزین شدند که با ذرات دارای ترکیب مصنوعی 7-Fe2O3 تک حوزه – (تک کاربرد) بودند. دیسک‌های مغناطیسی این ذرات را استفاده کردند تا اینکه دهه 1990 فرا رسید. مکانیزم معکوس سازی مغناطیسی کردن در ذرات تک حوزه سوزنی شکل ( با طول نوعاً 3/0 و قطر Mm06/0) که عبارتند از دوران غیر منسجم اسپین‌ها ، مورد قبول واقع نشد.

    در یک دسته بندی کلی حافظه‌هایی که در سیستم‌های الکترونیکی – استفاده می‌شوند به دو نوع حافظه‌های مغناطیسی (مثل فلاپی دیسک‌ها و دیسک‌های سخت ) و نیمه‌هادی تقسیم می‌شوند.

    حافظه‌های نیمه‌هادی که بر خلاف حافظه‌های مغناطیسی فاقد اجزای متحرک و مکانیکی هستند از آرایه‌هایی از سلول‌های حافظه تشکیل شده اند که این آرایه‌ها بسته به نوع حافظه از تعدادی عنصر الکترونیکی مثل ترانزیستور و خازن تشکیل شده اند.

    این نوع حافظه‌ها به سه دسته کلی به نام RAM , ROM و Hybrid که ترکیبی از دو نوع اول می‌باشند ، تشکیل شده اند.

    RAM‌ها به دو نوع SRAM , DRAM تقسیم می‌شوند که از لحاظ الکترونیکی تفاوت آن‌ها در اجزای سازنده ی آن‌ها است.

    ROM‌ها بر اساس روش نوشتن اطلاعات جدید و تعداد باز نویسی ، تقسیم بندی می‌شوند. اطلاعات موجود در ROM‌ها غیر فرار بوده و در غیاب تغذیه حفظ می‌شوند. و معمولاً برای نگهداری کد نرم افزارها در سیستم‌های میکروپروسسوری استفاده می‌شوند.

    با پیشرفت تکنولوژی حافظه‌ها در سال‌های اخیر ، مرز بین RAM , ROM محو شده است. بدین صورت که حافظه‌هایی ساخته شده اند که از یک سو اطلاعات موجود در آن‌ها در غیاب تغذیه حفظ می‌شود و از سویی دیگر بوسیله ی سیگنال‌های الکتریکی قابل بازنویسی هستند. بنابراین از این حافظه‌ها به نام ترکیبی یا Hybri یاد می‌شود حافظه‌های ترکیبی به سه نوع NVRAM,EEPROM,Flash تقسیم می‌شوند که دوتای اولی از نسل ROM‌ها هستند و NVRAM نوع تغییر یافته ای از RAM‌هاست.

     

    1-1- آغاز نانوتکنولوژی

    نانو تکنولوژی از یک رشته علمی خاص مشتقل نمی شود. با وجودی که نانو تکنولوژی بیشترین وجه مشترک را با علم مواد دارد ، خواص اتم و ملکول شالوده بسیاری از علوم است و در نتیجه دانشمندان حوزه‌های علمی به آن جذب می‌شوند. برآورد می‌شود در سراسر جهان حدود 000/20 نفر در نانو تکنولوژی کار می‌کنند. تحقیقات در مقیاس بسیار ریز در رشته‌های الکترونیک ، نوروبیو تکنولوژی به ترتیب نانو الکترونیک ، نانو اپتیکس و نانو بیوتکنولوژی نیز نامیده می‌شود.

     

    پیشوند نانو از کلمه یونانی به معنای کوتوله مشتقل می‌شود. براساس برآورد شرکت لاکس ریسرچ در نیویورک ، بودجه کل تحقیق و توسعه نانو تکنولوژی دولت‌ها و شرکت‌ها در سراسر جهان در سال 2004 بیش از 6/8 میلیارد دلار بود. نیمی از این بودجه از جانب دولت‌ها تأمین می‌شود. اما به پیش بینی لاکس ریسرچ در سال‌های آینده ، شرکت‌ها احتمالاً بودجه بیشتری از دولت‌ها صرف این علم خواهند کرد.

     

    با این حال کیفیت برخی محصولات موجود با کاربرد نانو تکنولوژی بهبود یافته است و در چند سال آینده بر تعداد آنها افزوده خواهد شد. مثلاً با افزودن ذرات ریز نقره ، بانداژ ضد سوختگی خاصیت ضد میکروبی پیدا کرده است. با اتصال ملکول‌های ایجاد کننده مانع به فیبر پنبه ، پارچه‌هایی تولید شده است که ضد لکه و بو است. راکت‌های تنیس با افزودن ذرات ریز تقویت شده است. در دراز مدت نانو تکنولوژی به نوآوری‌های بزرگتری خواهد انجامید ، از جمله انواع جدید حافظه کامپویتر ، فناوری پزشکی و روش‌های تولید انرژی بهتر مانند سلول‌های خورشیدی.

    1-2- نانو تکنولوژی از دیدگاه جامعه شناختی

    امروزه واژه تکنولوژی برای توضیح جامع تمامی فعالیت‌های انجام شده در سطح اتمی و مولکولی که کاربردی در دنیای حقیقی داشته باشند به کار می‌رود. از آنجا که نانو تکنولوژی همواره در حال دگرگونی زندگی بشر است و نانو تکنولوژی جایی است که تکنولوژی امروز ما به آن سمت حرکت می‌کند بنابراین علم و تکنولوژی امروز ما در مقیاس نانو در بر گیرنده تحقیق و توسعه در نوک پیکان گستره وسیعی از رشته‌ها است. اصطلاح نانو تکنولوژی در هر جایی که دانشمندان تکنو لوژیست ما با عناصر سازنده مواد اتمها و مولکولها سر و کله می‌زنند به کار می‌رود. در واقع علوم و تکنولوژی در مقیاس نانو مرزهای شیمی ، علم ، مواد پزشکی و سخت افزارهای کامپیوتر تحقیقاتی که ادامه انقلاب تکنولوچی را ممکن می‌سازد در نور دیده است.

    نانو تکنولوژی پهنه ای از علم است که در آن ابعاد و تلرانس‌هایی با دقت یک دهم تا صد نانومتر نقش حیاتی ایفا می‌کند. در واقع این تعریف از Albert Franks تمامی زمینه‌های نانو را در بر می‌گیرد.

    نانو تکنولوژیی که به مراتب قدرتمند تر و نظام مندتر است و در آن ماشینهایی در مقیاس نانو برای تولید محصولاتی در مقیاس بزرگ با دقت اتمی و هزینه پایین به کار می‌روند.

     

    [1] - stainless steel 

  • فهرست و منابع پایان نامه نحوه عملکرد ادوات ذخیره کننده اطلاعات دیجیتالی

    فهرست:

    چکیده

    مقدمه

    فصل اول ) نانوتکنولوژی :

    1-1-

    1-2-

    1-3-

    1-4-

    فصل دوم ) الکترونیک مغناطیسی

    2-1- پیش گفتار

    2-2- انتقال وابسته به اسپین

    2-3- اصول اولیه

    2-4- ثبت مغناطیسی

    2-5- حافظه‌های غیر فرار

    2-6- کاربردهای آتی

    فصل سوم ) مقاومت مغناطیسی و الکترونیک اسپینی

    3-1- پیش گفتار

    3-2- مقدمه

    3-3- مقاومت مغناطیسی عظیم (GMR)

    3-4- معکوس مغناطیسی سازی با تزریق اسپینی

    3-5- مقاومت مغناطیسی تونل زنی (TMR)

    فصل چهارم ) حافظه دسترسی اتفاقی (RAM):

    4-1- مبانی اصول اولیه

    4-2- مرور کلی

    4-3- پیشرفت‌های اخیر

    4-4- جداره حافظه

    4-5- حافظه دسترسی اتفاقی Shodow

    4-6- بسته بندی DRAM

    فصل پنجم ) حافظه با دسترسی اتفاقی مغناطیسی (MRAM):

    5-1- مشخصات کلی

    5-2- مقایسه با سایر سیستم‌ها

    5-2: الف) چگالی اطلاعات

    5-2: ب) مصرف برق

    5-2: ج) سرعت

    5-3- کلیات

    5-4- تاریخ ساخت حافظه‌ها

    5-5- کاربردها

    فصل ششم ) حافظه فقط خواندنی (ROM):

    6-1- تاریخچه

    6-2- کاربرد ROM برای ذخیره سازی برنامه

    6-3- حافظه ROM برای ذخیره سازی داده‌ها

    6-4- سایر تکنولوژی‌ها

    6-5- مثال‌های تاریخی

    6-6- سرعت حافظه‌های ROM

    6-6: الف) سرعت خواندن

    6-6: ب) سرعت نوشتن

    6-7- استقامت و حفظ اطلاعات

    6-8- تصاویر ROM

    فصل هفتم ) ضبط کردن مغناطیسی :

    7-1- تاریخچه و سابقه ضبط کردن مغناطیسی

    فصل هشتم ) مواد برای واسطه‌های ضبط مغناطیسی :

    8-1- اکسید فریک گاما

    8-2- دی اکسد کروم

    8-3 اکسید فزیک گاما تعدیل شده به واسطه سطح کبالت

    فصل نهم ) دیسک‌های مغناطیسی :

    9-1- سازماندهی دیسک‌ها

    9-2- برآورد ظرفیت‌ها و فضای مورد نیاز

    9-3- تنگنای دیسک

    9-4- فری مغناطیس

    فصل دهم ) نوار‌های مغناطیسی :

    10-1- کاربرد نوار مغناطیسی

    10-2- مقایسه دیسک و نوار مغناطیسی

    فصل یازدهم) فلاپی دیسک :

    11-1- مبانی فلاپی درایو

    11-2- اجزای یک فلاپی دیسک درایو

    11-2: الف ) دیسک

    11-2: ب) درایو

    11-3 نوشتن اطلاعات بر روی یک فلاپی دیسک

    فصل دوازدهم )‌هارد دیسک چگونه کار می‌کند :

    12-1- اساس‌هارد دیسک

    12-2- نوار کاست در برابر‌هارد دیسک

    12-3- ظرفیت و توان اجرایی

    12-4- ذخیره اطلاعات

    فصل سیزدهم ) فرآیند ضبط کردن و کاربردهای ضبط مغناطیسی :

    13-1 هدف‌های ضبط

    13-2- کارآیی هد نوشتن

    13-3- فرآیند هد نوشتن

    13-4- فرآیند خواندن

    نتیجه گیری و پیشنهادات

    پیوست الف )

    منابع و مآخذ

    .

    منبع:

    M.Baibich et al.,Phys. Rev. Left. 61,2472(1988).

    Wall Street Journal , 10 November 1997,p.B8.

    M.Dax , Semi cond. Int. 20 (no.10) , 84 (1977).

    R.J.Soulen Jr. et al. , Science 282,85(1998).

    C.Tang et al , LEEE Trans. Magn. 30,3801 (1994).

    R.E. Scheuerlein , paper presented at the I EEE lnternational Conference on Nonvolatile memorg Technologg , Albuquerque , NM,22 to 24 June (1998).

    M. Julliere , Phys. Lett. Lett. A 54,225 (1975).

    J. Modera , L. Kinder , T.Wong and R.Meserrey , Phys. Rev , Left. 74,3273 (1995).

    Z.W.Dong et al., Appl. Phys. Left. 71 , 1718(1997).

    .D.J. Monsma , J.C.Lodder , T.J.A.Popma and B.Dieny , Phys. Rev. Left. 74 , 5260 (1995).

    J.Nitta , T.Akazaki , H.Takayanagi and T.Enoki , ibid. 78 , 1335 (1997)

    M.Baibich , J.M.Broto , A.Fert , F.N.Guyen Van Dau , F. Pettroff , P.Etienne , G.Greuzet and A.Friederich , Phy. Rev. Left 61 (1988) 2472.

    P.Grunberg.R.Schreiber , Y.Pang , M.B.Brodsky and H.Sowers , Phys. Rev. Left. 57 , 2442 (1986).

    R.Schad , C.D.Potter , P.Belien , G.Verbanck , V.V Moshchalkov and Y.Bruynseraede , Appl. Phys. Left 64 , 6500 (1994).

    A.Barthelerny , A.Fert. and F.Petroff , Hand book of magnetic materials , vol. 12, Elsvier , Amster, Amsterdom, (1999) , pp.1-96

    .D.H.Mosca,F.Petroff , A.Fert , P.A.Schroeder , W.P.Pratt , R.Loloee and J.Magn. Magn.Mater. 94,L1(1991).

    J.Barnas , A.Fass , R.E.Camley , P.Granberg and W.Zinn , Phys. Rev.B 42, 8110 (1990).

    B.Dieny , V.S.Speriosu , S.S.P.Parkin , B.A. Gurney , D.R.Wilhoit and D.Mauri , Phys.Rev. B 43,1297 (1991).

    P.A.Schroeder,J.Bass , P.Holody , S.F.Lee,R. Loloee , W.P.Partt Jr.,Q. Yang , Magnetic Ultrathin Films , Multerials Research Society Symposium Proceedings , Vol.313,MRS , Pittsburg , PA,(1993), p.74

    A.Fert , L.Piraux and. J.Magn.Magn. Mat 200, 338 (1999). (Special issue).

    M.A.M. Gijs , M.T.Johnson , A.Reinders , P.E.Huisman , R.J.M van de Veer donk , S.K.J Lenczow ski and R.M.J. Gansewinkel , Appl. Phys. Left. 66,1839(1995).

    C.Vouille , A.Bar the lemy , A.Fert , P.A. Schroeder , S.H.Hsu , A.Reilly and R.Loloee , Phys. Rev , B60 , 6710 (1999)

    J.Slonczewski , J. Magn. Magn. Mater. 159 , 1(1996).

    J.Grollier , V.Cros , A.Hamzic , J.M. George , H. Jaffres , A.Fert , G.Faini , J.Ben Youssef and H.Legall , Appl. Phys. Left. 78 , 3663 (2001).

    A.Katine et al , Phys. Rev. Left. 84,3149 (2000) , F.J. Ablert , J.A. Katine , R.A. Burhman and D.C. Ralph , Appl. Phys. Left 77,3809 (2000).

    A.Fert , A.Barthe lemy , J.Ben Youssef , J-P.Contour , V.Cros , J.M. De Teresa , A.Hamzix , J.M.George , G.Faini , J.Grollier , H. Jaffres , H. Le Gall , F. Montaigne , F. Paillouz and F. Petroff , Master. sci. Eng. B 84 (2001) 1-9.

    T.Valet. and A.Fert , Phys. Rev. B 48,7099 (1993).

    J.Moodera , L.R.Kinder , R.M. Wong and R. Meservey , Phys. Rev. Left. 74 , 3273 (1995).

    J. Nassar. M.ltehn , A.Voures , F.Petroff and A.Fert , Appl. Phys. Left. 73,698(1998).

    R. Julliere, Phys. Left. A54 , 225 (1975)

    J. Nassar , M.Viret , M.Drouet , J.P. Contour , C.Fermon and A.Fert , Mat. Res. Soc. Symp. Proc. 494 , 231(1998).

    D.C.Worledge. and T.H.Geballe,Appl.Phys. Left. 76,900(2000).

    R.Meservey. and P.M.Tedrow , Phys. Rep. 238, 173 (1994).

    D.Nguyen – Mahn , E.Y.Tsymbal , D.G.Pettifor , C.Arcangeli , R.Tank , O.K. Andersen and A. Pasturel , Mat. Res. Soc. Symp. Proc. 492,319(1998).

    I.I.Oleinik , E.Y.Tsymbal and D.G.Pettifor , Phys. Rev. B 62, 3952 (2000).

    I.I.Oleinik , E.Y.Tsymbal and D.G.Pettifor , Phys. Rev.B 65 , 020401R (2001)

    انواع جدید در واقع (و یا از لحاظ فنی)، دسترسی اتفاقی نیستند ، چون اطلاعات آنها به ترتیب خوانده می‌شود ولی اکنون نام مرسوم شده است.

    ابداع شده است Hitting the Memory Wall این اصطلاح در

    Shadow حافظه دسترسی اتفاقی (HTML).Retrived on 2007 -70-24.

    http:// www.thic.org/pdf/Ju103/nist.skaka.030722.pdf

    Samsung (2007-01-03). SAMSUNG Samples First 50- nanometer 16Gb NAND Flash for Solid State Disk and Other High-density Applications. Press release. Retrived on 2007-01-03.

    SBIR Phase I:Zero – Remanence Tamper – Responsive Cryptokey Memory.

    NEC Corporation (2006-02-07). Toshiba and NEC Develop World,s Fastest , Highest Density MRAM. Press release. Retrieved on 2006- 07-10

    Freescale Semi conductor (2006-07-10). Freescale Leads Industry in Commercializing MRAM Technologg.Press release. Retrieved on 2006-07-10.

    صفحه 6 کتابچه راهنمای طراحی و کاربرد حافظه‌های نوری ، 1993 شرکت توشیبا

    فصول مربوط به مدارهای دیجیتالی ترکیبی و مدارهای دیجیتالی ترتیبی در میلمن و گرابل سازنده میکرو الکترونیک‌ها.

    http://www.irannano.org

    http://www.HowstaffWorks.com

    http://en.wikipedia.ogr/wiki/RAM

    http://en.wikipedia.ogr/wiki/MRAM

    http://en.wikipedia.org/wiki/ROM.

ثبت سفارش
عنوان محصول
قیمت