DE3146932A1 - "magnetoresistiver wandler zum auslesen eines aufzeichnungstraegers mit hoher informationsdichte" - Google Patents
"magnetoresistiver wandler zum auslesen eines aufzeichnungstraegers mit hoher informationsdichte"Info
- Publication number
- DE3146932A1 DE3146932A1 DE19813146932 DE3146932A DE3146932A1 DE 3146932 A1 DE3146932 A1 DE 3146932A1 DE 19813146932 DE19813146932 DE 19813146932 DE 3146932 A DE3146932 A DE 3146932A DE 3146932 A1 DE3146932 A1 DE 3146932A1
- Authority
- DE
- Germany
- Prior art keywords
- magnetic
- magnetoresistive
- information
- track
- elements
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Ceased
Links
- 239000000463 material Substances 0.000 claims description 16
- 244000309464 bull Species 0.000 claims description 2
- 230000005415 magnetization Effects 0.000 description 33
- 230000008859 change Effects 0.000 description 16
- 230000006698 induction Effects 0.000 description 10
- 230000010287 polarization Effects 0.000 description 10
- 230000002349 favourable effect Effects 0.000 description 8
- 239000000758 substrate Substances 0.000 description 7
- 239000000696 magnetic material Substances 0.000 description 5
- 230000008878 coupling Effects 0.000 description 4
- 238000010168 coupling process Methods 0.000 description 4
- 238000005859 coupling reaction Methods 0.000 description 4
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 4
- 230000035699 permeability Effects 0.000 description 4
- 230000002452 interceptive effect Effects 0.000 description 3
- XEEYBQQBJWHFJM-UHFFFAOYSA-N Iron Chemical compound [Fe] XEEYBQQBJWHFJM-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- PXHVJJICTQNCMI-UHFFFAOYSA-N Nickel Chemical compound [Ni] PXHVJJICTQNCMI-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 239000012777 electrically insulating material Substances 0.000 description 2
- 230000004907 flux Effects 0.000 description 2
- 239000011521 glass Substances 0.000 description 2
- 230000035945 sensitivity Effects 0.000 description 2
- 229910001030 Iron–nickel alloy Inorganic materials 0.000 description 1
- 238000010420 art technique Methods 0.000 description 1
- 239000000969 carrier Substances 0.000 description 1
- 239000004020 conductor Substances 0.000 description 1
- 230000006378 damage Effects 0.000 description 1
- 230000007812 deficiency Effects 0.000 description 1
- 230000001419 dependent effect Effects 0.000 description 1
- 238000001514 detection method Methods 0.000 description 1
- 238000005516 engineering process Methods 0.000 description 1
- 230000001771 impaired effect Effects 0.000 description 1
- 239000011810 insulating material Substances 0.000 description 1
- 229910052742 iron Inorganic materials 0.000 description 1
- 238000012886 linear function Methods 0.000 description 1
- 230000005381 magnetic domain Effects 0.000 description 1
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 description 1
- 229910052759 nickel Inorganic materials 0.000 description 1
- 229920006395 saturated elastomer Polymers 0.000 description 1
- 238000003860 storage Methods 0.000 description 1
- 238000003466 welding Methods 0.000 description 1
Classifications
-
- G—PHYSICS
- G11—INFORMATION STORAGE
- G11B—INFORMATION STORAGE BASED ON RELATIVE MOVEMENT BETWEEN RECORD CARRIER AND TRANSDUCER
- G11B5/00—Recording by magnetisation or demagnetisation of a record carrier; Reproducing by magnetic means; Record carriers therefor
- G11B5/127—Structure or manufacture of heads, e.g. inductive
- G11B5/33—Structure or manufacture of flux-sensitive heads, i.e. for reproduction only; Combination of such heads with means for recording or erasing only
- G11B5/39—Structure or manufacture of flux-sensitive heads, i.e. for reproduction only; Combination of such heads with means for recording or erasing only using magneto-resistive devices or effects
-
- G—PHYSICS
- G11—INFORMATION STORAGE
- G11B—INFORMATION STORAGE BASED ON RELATIVE MOVEMENT BETWEEN RECORD CARRIER AND TRANSDUCER
- G11B5/00—Recording by magnetisation or demagnetisation of a record carrier; Reproducing by magnetic means; Record carriers therefor
- G11B5/10—Structure or manufacture of housings or shields for heads
- G11B5/11—Shielding of head against electric or magnetic fields
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Manufacturing & Machinery (AREA)
- Measuring Magnetic Variables (AREA)
- Magnetic Heads (AREA)
Description
8 München 60
COMPAGNIE INTERNATIONALE POUR L'INFORMATIQUE CII - HONEYWELL BULL
94, Avenue Gambetta
75020 PARIS / Frankreich
Unser Zeichen: C 3311
Magnetoresistiver Wandler zum Auslesen eines Aufzeichnungsträgers mit hoher Informationsdichte
Die Erfindung betrifft magnetoresistive Wandler, insbesondere
nach dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1. Derartige Wandler
sind besonders zum Auslesen von Informationen auf magnetischen Aufzeichnungsträgern wie starren oder flexiblen Magnetplatten
und Magnetbändern geeignet und insbesondere vorteilhaft, wenn die Informationsdichte sehr hoch ist.
Bekanntlich tragen Magnetplatten ihre Informationen auf konzentrischen,
kreisförmigen Aufzeichnungsspuren, deren radiale Breite
einige Hundertstel Millimeter nicht überschreitet und die im allgemeinen den Hauptteil der beiden Plattenseiten bedecken.
Magnetbänder tragen im allgemeinen die Informationen auf Spuren, die zur Längsrichtung des Bandes parallel sind.
Im allgemeinen hat eine Folge von magnetischen Informationen, die auf den Spuren einer Platte oder eines Bandes aufgezeichnet
sind, die Form einer Aufeinanderfolge von kleinen Magnetgebieten,
Deg/Gl
3H6932
die als "Elementargebiete" bezeichnet werden und über'die
gesamte Länge der Spur verteilt sind; sie weisen magneti- t
sehe Induktionen gleichen Betrages und entgegengesetzten
Vorzeichens auf.
Als "Längsdichte" (oder auch Liniendichte) wird die Anzahl von Informationen pro Längeneinheit bezeichnet, wobei die
Länge entlang dem Umfang einer Spur gemessen wird, wenn es sich um eine Magnetplatte handelt, oder entlang einem Band
gemessen wird, wenn es sich um ein Magnetband handelt. Als "radiale Informationsdichte" (bei einer Magnetplatte) wird
die Anzahl von Aufzeichnungsspuren pro Längeneinheit bezeichnet, wobei die Längeneinheit entlang dem Plattendurchmesser
gemessen wird.
Die derzeitige Entwicklungstendenz von Magnetplatten geht dahin, sowohl die Liniendichte als auch die radiale Informationsdichte
zu steigern.
Die Einrichtungen, mittels welcher Informationen auf Platten oder Bändern aufgezeichnet, ausgelesen oder sowohl aufgezeichnet
als auch ausgelesen werden können, werden als "magnetische Wandlervorrichtungen" bezeichnet. Im allgemeinen wird bzw. werden einem gegebenen Aufzeichnungsträger
eine oder mehrere magnetische Wandlervorrichtungen zugeordnet,
wobei der Träger vor dieser bzw.diesen vorbeiläuft.
Gemäß herkömmlicher Technik werden mehr und mehr Wandlervorrichtungen
verwendet, die ein oder mehrere magnetoresistive Elemente aufweisen, die als "magnetoresistive Wandler" bezeichnet
werden und verwendet werden, um Informationen aus Platten oder Bändern auszulesen. Dies geschieht insbesondere,
wenn Magnetplatten ausgelesen werden sollen, die eine sehr hohe Liniendichte und/oder Radialendichte der Informationen
aufweisen.
3U6932
Es wird daran erinnert, daß ein magnetoresistives Element ein Element ist, das aus einem Magnetmaterial gebildet ist,
dessen elektrischer Widerstand R sich in Abhängigkeit von einem Magnetfeld ändert, das auf das Element einwirkt.
Derartige magnetoresistive Elemente sind elektrische Widerstände
in Form von Schichten oder Filmen sehr geringer Dicke (einige Hundertstel Angström bis einige Mikron Dicke), deren
Länge sehr viel größer als ihre Breite ist.
Derartige magnetoresistive Elemente werden gewöhnlich auf
einem Substrat aus elektrisch isolierendem Material aufgebracht .
Es wird nun ein solches magnetoresistives Element mit dem Widerstandswert R betrachtet, das an die Anschlüsse eines
Stromgenerators angeschlossen ist, der einen Strom der Stromstärke I abgibt, der in Längsrichtung des Elementes fließt.
Weiter wird angenommen, daß dieses Element zu einem magnetoresistiven Wandler gehört, der einem magnetischen Aufzeichnungsträger
zugeordnet ist, und daß das Element sich in einem sehr geringen Abstand bzw. verschwindenden Abstand
von dem Träger befindet.
Während die magnetischen Elementargebiete vor dem Element vorbeilaufen, verursacht jeweils das magnetische Streufeld H_,
das von diesen Gebieten in der Nähe der Oberfläche des Trägers hervorgerufen wird, eine Änderung AR des Widerstandswertes
des Elementes, wodurch sich eine Änderung AV = I χ AR an den Anschlüssen des Elementes ergibt, und dies führt zu:
AV/V = AR/R, wobei AR/R bezeichnet wird als "Magnetwiderstandskoeffizient"
. üblicherweise liegt dieser Koeffizient in der Größenordnung von 2%.
Das an den Anschlüssen eines magnetoresistiven Elementes
gewonnene elektrische Signal ist nur abhängig von der Größe des Magnetfeldes Hf/ das auf dieses Element einwirkt. Folglich
ist seine Amplitude unabhängig von der Geschwindigkeit des Aufzeichnungsträgers,- gegenüber dem sich das Element befindet.
Es wird ferner daran erinnert, daß als "magnetische Anfangspermeabilität eines Magnetmaterials" das Verhältnis (B/H),
zwischen der magnetischen Induktion und der magnetischen Feldstärke bezeichnet wird, und zwar in der Nähe des Nullpunktes
für B und H und auf der jungfräulichen Magnetisierungskurve. (Es wird daran erinnert, daß die jungfräuliche
Magnetisierungskurve diejenige Kurve ist, welche die Änderung von B in Abhängigkeit von H wiedergibt, wenn das magnetoresistive
Element einem magnetisierenden Magnetfeld ausgesetzt wird, und zwar ausgehend von einem Anfangsmagnetzustand des
Materials, der dadurch definiert ist, daß B und H ungefähr gleich Null sind.) Die magnetische Anfangspermeabilität des
Materials ist also gleich der Steigung der jungfräulichen Magnetisierungskurve in der Nähe des Punktes B = 0 und H=O.
Ferner wird daran erinnert, daß ein magnetisch anisotropes Material, das in einer Ebene angeordnet ist, was bedeutet,
daß seine Dicke sehr viel geringer ist als seine Länge und als seine Breite, in dieser Ebene zwei bevorzugte Magnetisierungsrichtungen
aufweist, die im allgemeinen senkrecht zueinander sind. Die eine Richtung wird als "günstige Magnetisierungsrichtung"
bezeichnet, während die andere als "ungünstige Magnetisierungsrichtung" bezeichnet wird. Die
Anfangspermeabilität des Materials in der ungünstigen Magnetisierungsrichtung ist sehr viel größer als die Anfangspermeabilität des Materials in der günstigen Magnetisie*-
rungsrichtung. Als "Anisotropiefeld" H, wird der Wert des
3U6932
gesamten Magnetfeldes H bezeichnet, der auf einen beliebigen Punkt des Materials in seiner ungünstigen Magnetisierungsrichtung einwirkt und ausgehend von welchem in diesem Punkt
die Sättigung in dieser Richtung erreicht wird.
Im allgemeinen sind die verwendeten magnetoresistiven Elemente gebildet aus einem magnetisch anisotropen Material, z.B. einer
Eisen-Nickel-Legierung (18% Eisen und 82% Nickel). Ihre günstige Magnetisierungsachse ist parallel zur Richtung des Stromes I
und zur Längsrichtung, während die ungünstige Magnetisierungsachse senkrecht dazu ist. Die Lage eines magnetoresistiven
Elementes oder mehrerer derselben bei einem magnetoresistiven Wandler in bezug auf den zugeordneten Aufzeichnungsträger ist
derart, daß auf die Elemente eine Komponente des Streufeldes der Elementargebiete einwirkt, die parallel ist zu der ungünstigen
Magnetisierungsrichtung, die wiederum zur Oberfläche des Trägers senkrecht ist. Wenn ein magnetoresistives Element
keinem Magnetfeld ausgesetzt wird, so wird es als im Ruhezustand befindlich bezeichnet. In diesem Fall hat die Magnetisierung
(d.h. die magnetische Induktion im Inneren des magnetoresistiven Elementes) dieselbe Richtung wie die günstige.
Magnetisierungsachse.
Es kann gezeigt werden, daß der Wirkungsgrad (bzw. die Empfindlichkeit)
eines magnetoresistiven Elementes aus magnetisch anisotropem Material, also die Ausgangsspannung in Abhängigkeit
von dem darauf einwirkenden Magnetfeld, gesteigert werden kann, indem das Element einem magnetischen Polarisationsfeld
H , ausgesetzt wird, das parallel zur ungünstigen Magnetisierungsachse ist, wie z.B. in der FR-PS 2 165 206
der Anmelderin beschrieben ist. Die Stärke des magnetischen Polarisationsfeldes H , ist so gewählt, daß die Magnetisierung
in dem magnetoresistiven Element um einen Winkel Θ verdreht wird, der vorzugsweise ungefähr gleich 45° ist. Es
kann dann gezeigt werden, daß der Wirkungsgrad des magnetoresistiven
Elementes maximal ist, daß also eine gegebene Änderung ΔΗ des darauf einwirkenden Magnetfeldes (zusätzlich
zu dem Feld Hpol) einer maximalen Änderung seines Widerstandswertes
und folglich der Ausgangsspannung entspricht. Ferner
kann die Richtung des Magnetfeldes (bzw. die Richtung des auf das Element einwirkenden Magnetflusses) bestimmt werden,
was nicht der Fall ist, wenn das magnetoresistive Element
nicht polarisiert ist.
Magnetoresistive Wandler enthalten häufig zwei magnetoresistive Elemente, die parallel sind (d.h. parallele Längs- und Breitenrichtung)
und einen Abstand in der Größenordnung von einem Zehntel Mikron voneinander haben. Der sie trennende Abstand
ist jedenfalls deutlich bzw. sehr viel kleiner als die Länge der elementaren Magnetgebiete, die auf jeder Aufzeichnungsspur des Magnetträgers enthalten sind, so daß diese magnetoresistiven
Elemente derselben Komponente des magnetischen Streufeldes ausgesetzt werden, nämlich derjenigen Komponente,
die von dem Gebiet erzeugt wird, vor dem sie sich befinden.
Die beiden magnetoresistiven Elemente sind jeweils auf einen Wert in der Größenordnung von 45° (Absolutwert) polarisiert,
wobei ihre Magnetisierungen dann um 90° gegeneinander verdreht sind, wie in der FR-PS 2 248 566 der Anmelderin beschrieben
ist. Das Ausgangssignal Av1 des ersten magnetoresistiven Elementes
wird an einen ersten Eingang eines Differenzverstärkers
angelegt, während das Ausgangssignal· Av2 des zweiten
Elementes an einen zweiten Eingang desselben Differenzverstärkers angelegt wird. Da im wesentliche gilt Av1 = "Av2,
wird am Ausgang des Differenzverstärkers ein Signal gewonnen, das proportional 2 χ Av1 ist. Es kann ferner gezeigt werden,
daß durch Anwendung eines Differenzverstärkers ein Verhältnis
3Η6932
zwischen dem Nutzsignal, d.h. dem zu V1 proportionalen
Signal, und dem Störsignal erhalten wird, das gleich S/B
ist. Wenn B1 das an dem ersten Eingang des Differenzverstärkers
anliegende Störsignal und B0 das an dem zweiten Eingang desselben Verstärkers anliegende Störsignal ist,
so haben die Signale B1 und B2 dasselbe Vorzeichen. Daraus
ergibt sich, daß am Ausgang des Differenzverstärkers ein Störsignal B entsteht, das proportional zu B-. - B3 ist,
also ein sehr geringes Störsignal. Es wird daran erinnert, daß das Störsignal insbesondere auf thermischem Rauschen
in den magnetoresistiven Elementen beruht, ferner aber auch
auf allen anderen Magnetfeldern als dem magnetischen Streufeld,
das von dem Elementargebiet erzeugt wird, gegenüber welchem sich die beiden Elemente befinden.
Wie in der FR-OS 80.07454 erläutert ist, gibt es auf beiden Seiten einer gegebenen Spur P einer Magnetplatte (analoges
gilt für Magnetbänder), die eine "kreisförmige Symmetrieachse" Ax aufweist, eine Zone, deren Breite im wesentlichen <5
ist und welche magnetische Informationen enthält, die eine Speicherung des vorhergehenden Zustandes des Trägers darstellen,
d.h. desjenigen Zustandes, den der Träger hatte, z.B. bevor die Spur P mittels eines der Magnetplatte zugeordneten
Informationsschreibwandlers beschrieben wurde. Die Größe δ ist die äußerste Präzisionsgrenze des Positionierungssystems
des Schreibwandlers gegenüber der Magnetplatte, die nicht unterboten werden kann.
Als "unmittelbare Umgebung der Spur P" wird die Menge von
Informationen der Zone der Breite δ und der Informationen der Nachbarspuren der Spur P auf beiden Seiten derselben,
d„h. P1 und P", definiert.
Es wird ein magnetoresistiver Wandler betrachtet, der aus
zwei magnetoresistiven Elementen gebildet ist, die z.B. gegenüber einer Magnetplatte angeordnet sind.
• * ,„
Die beiden magnetoresistiven Elemente sind dann nicht nur
der Komponente des magnetischen Streufeldes des gegenüberliegenden
magnetischen Gebietes ausgesetzt, die senkrecht zur Magnetplatte ist, sondern ferner:
- zum einen der Resultierenden H . der magnetischen Streufelder, die durch die "unmittelbare Umgebung der
Spur P" erzeugt werden;
- und zum anderen der Resultierenden H. der magnetischen
Streufelder, die von den Magnetgebieten erzeugt werden, die sich auf der Spur P auf beiden-Seiten desjenigen Gebietes
befinden, welchen sich die beiden magnetoresistiven Elemente gegenüber befinden.
Die beiden Resultierenden H . und H. führen zu einem
Störsignal· derseiben Frequenz wie das Signal·, das aufgrund
des Auslesens der magnetischen Streufelder der Informationen der verschiedenen Gebiete einer gegebenen Spur resultiert.
Wenn die radiale Dichte der Informationen zunimmt, so kann gezeigt werden, daß das Störsignal· aufgrund der Resultierenden
H . ebenfa^s ansteigt.
Wenn die Liniendichte der Informationen zunimmt, so kann
ferner gezeigt werden, daß das Störsignal aufgrund der Resultierenden
H. ebenfa^s zunimmt. Es wird dann schwieriger, ein Nutzsignal·, das einer gegebenen Information einer
Spur des Trägers entspricht, von den Störsignaien zu unterscheiden.
Um die Auswirkungen der Resul·tierenden H. auf das Ausgangssignal·
der magnetoresistiven Eiemente zu annulieren, werden
::_ -ι -ι :::: -ι 3Η6932
gewöhnlich auf beiden Seiten der Elemente magnetische Abschirmmittel
angeordnet, die aus einer Gruppe von Dünnschichten aus magnetischem Material gebildet sind, das z.B.
anisotrop ist, wobei diese Dünnschichten untereinander gekoppelt sind und durch unmagnetische Schichten voneinander
getrennt sind. Die Ebene jeder dieser Dünnschichten ist senkrecht zu dem Aufzeichnungsträger und zur Vorbeilaufrichtung
der Spuren. Die Höhe dieser Abschirmmittel (d.h. ihre Abmessung senkrecht zum Aufzeichnungsträger) ist sehr
viel größer als diejenige der magnetoresistiven Elemente des Wandlers. Wenn das magnetische Material der Abschirmmittel
anisotrop ist, ist die ungünstige Magnetisierungsachse dieser Einrichtungen senkrecht zu dem magnetischen
Aufzeichnungsträger orientiert, so daß die von den Magnetgebieten,
die auf derselben Spur das Magnetgebiet umgeben, gegenüber welchem sich die magnetoresistiven Elemente befinden,
erzeugten Feldlinien von den zwei Elementen nicht eingefangen werden.
Wenn die Liniendichte der Informationen einen Wert in der Größenordnung von 5000 Umkehrungen des Magnetflusses pro
Zentimeter erreicht (entsprechend 5000 Richtungsänderungen der magnetischen Induktion), was bedeutet, daß die Länge
jedes elementaren Magnetgebietes die Größenordnung von 2 bis 2,5 Mikron hat, so treten die folgenden Erscheinungen
die Resultierende H. nimmt einen hohen Wert an (in der Größenordnung der Komponente Hf des magnetischen Streufeldes)
;
der Abstand zwischen den magnetischen Abschirmmitteln und den magnetoresistiven Elementen wird so klein (in der
Größenordnung eines Mikrons), daß die magnetische Kopplung zwischen den magnetoresistiven Elementen und den
Abschirmmitteln stark wird.
γ- a
Aus den beidne oben erwähnten Erscheinungen ergibt sich, daß
zwischen den magnetischen Abschirmmitteln und den magnetoresistiven
Elementen starke gegenseitige Induktionen auftreten, durch welche die Magnetisierung in den Elementen
(Intensität der Magnetisierung und Polarisationswinkel) beträchtlich verändert wird, und zwar umso mehr, als die Liniendichte
der Informationen hoch ist. Durch diese starke gegenseitige Induktion ergibt sich ein Störsignal, das die auszulesende
Information zerstören kann, die Wirkungen der Komponente Hf des magnetischen Streufeldes an den beiden magnetoresistiven
Elementen also vollständig auslöschen kann.
Aufgabe der Erfindung ist die Beseitigung der oben dargelegten Mangel, insbesondere die Beseitigung der Auswirkungen der
Resultierenden H ., die von der unmittelbaren Umgebung der
Spur P erzeugt werden, auf das von den magnetoresistiven Elementen abgegebene Signal, und zur Lösung dieser Aufgabe
wird vorgeschlagen, auf beiden Seiten der Elemente ebene magnetische Mittel anzuordnen, die parallel zu dem Träger
sind (mit geringerer Höhe als die Höhe der magnetoresistiven. Elemente) und dazu bestimmt sind, praktisch die Gesamtheit
der magnetischen Feldlinien, aus denen die Resultierenden H.
und H . zusammengesetzt sind, zu kanalisieren bzw. abzulenken, wobei die magnetische Kopplung zwischen diesen magnetischen
ebenen Mitteln und den magnetoresistiven Elementen äußerst gering ist. Der erfindungsgemäße magnetoresistive
Wandler ermöglicht folglich das Auslesen der Informationen Elementargebiet für Elementargebiet auf einer gegebenen Spur P,
ohne daß das magnetische Streufeld eines gegebenen Gebietes gestört wird durch die Resultierende der magnetischen Streufelder
benachbarter Gebiete, die sich .auf derselben Spur befinden,
und die Resultierende der magnetischen Streufelder, die durch die unmittelbare Umgebung der Spur P verursacht
werden.
• ·
3U6932
- ΛΛ/~
Gemäß der Erfindung enthält der magneto-resistive Wandler zum
Auslesen von Informationen eines Trägers aus einer Mehrzahl von Spuren:
- wenigstens ein magnetoresistives Element (MRI , MRI?),
das senkrecht zur Vorbeilaufrichtung der Informationen sämtlicher Spuren P ist,
und ist dadurch gekennzeichnet, daß es erste und zweite ebene magnetische Mittel (MCH .., MCH ..,, MCH.
βπνιι θπνίζ Ivι/
MCH. „) enthält, die parallel zu dem Träger und auf der
einen bzw. anderen Seite des magnetoresistiven Elementes
angeordnet sind, derart, daß, wenn das magnetoresistive
Element gegenüber einer gegebenen Information der Spur P angeordnet ist, die ersten Mittel sich gegenüber der unmittelbaren
magnetischen Umgebung der Spur P befinden und die zweiten Mittel sich gegenüber den Informationen der
Spur P befinden, die auf beiden Seiten der Information liegen, die sich gegenüber dem magnetoresistiven Element
befindet.
Weitere Merkmale und Vorteile der Erfindung ergeben sich aus der folgenden Beschreibung von Ausführungsbeispielen unter
Bezugnahme auf die Zeichnung. In der Zeichnung zeigen:
Fig. 1 eine schematische Darstellung zur Erläuterung des
grundsätzlichen Aufbaus und des Funktionsprinzips eines herkömmlichen magnetoresistiven Wandlers,
der zwei magnetoresistive Elemente aus magnetisch anisotropem Material aufweist, wobei
Fig, 1a eine Dreiviertel-Perspektivansicht ist, welche die
zwei magnetoresistiven Elemente gegenüber einer Spur eines magnetischen Aufzeichnungsträgers. z.B.
einer Magnetplatte, zeigt,
·: I
Fig. 1b eine Draufsicht ist, welche die zwei magnetoresistiven Elemente zeigt, die gegenüber zwei Magnetgebieten
liegen, die an die Aufzeichnungsspur der Magnetplatte
angrenzen, welche dem magnetoresistiven Wandler zugeordnet
ist, und
Fig. 1d ein Beispiel einer selbsttätig erfolgenden Polarisierung
der magnetoresistiven Elemente zeigt, wovon
das erste durch das Magnetfeld polarisiert ist, welches durch den Stromfluß in dem zweiten Element erzeugt
wird, und umgekehrt;
Fig. 2 eine Ansicht zur Erläuterung der Polarisationsprinzips der beiden magnetoresistiven Elemente und des Funktionsprinzips
des bekannten magnetoresistiven Wandlers;
Fig. 3, bei der es sich um einen Schnitt in einer Ebene senkrecht zu dem Aufzeichnungsträger und zur Vorbeilaufrichtung
der Informationsachsen handelt, eines der zwei magnetoresistiven Elemente nach dem Stand der
Technik, welches gegenüber einer Spur P der Platte angeordnet ist, zur Erleichterung des Verständnisses,
wie auf dieses Element die Resultierende der magnetischen Streufelder einwirkt, die durch die unmittelbare
magnetische Umgebung der Spur P erzeugt wird;
Fig. 4, bei der es sich um einen Schnitt in einer Ebene senkrecht zum Aufzeichnungsträger und parallel zur Vorbeilaufrichtung
der Informationen handelt, einen Teil einer Spur P, zur Erläuterung, wie auf die zwei magnetoresistiven
Elemente die Resultierende der magntischen Streufelder einwirkt, die durch die elementaren
Magnetgebiete erzeugt werden, die auf der Spur P liegen und dem elementaren Magnetgebiet benachbart sind,
gegenüber welchem sich die zwei magnetoresistiven Elemente befinden;
3U6932
Fig. 5 eine Dreiviertel-Perspektivansicht eines herkömmlichen magnetpresistiven Wandlers, der mit magnetischen
Abschirmmitteln versehen ist, die auf beiden Seiten der beiden magnetoresistiven Elemente parallel zur
Vorbeilaufrichtung der Informationen angeordnet sind;
Fig. 6 eine Draufsicht eines Ausführungsbeispiels eines erfindungsgemäßen magnetoresistiven Wandlers, wobei
der Wandler gegenüber einer Spur P dargestellt ist;
Fig. 7 eine Schnittansicht desselben erfindungsgemäßen
Wandlers, in einer Ebene senkrecht zu dem Aufzeichnungsträger und parallel zur Vorbeilaufrichtung der
Informationen;
Fig. 8 eine Dreiviertel-Perspektivansicht des erfindungsgemäßen
magnetoresistiven Wandlers, der gegenüber einer Spur P einer Magnetplatte angeordnet ist;
und
Fig. 9 den in Fig. 8 gezeigten magnetoresistiven Wandler in Dreiviertel-Perspektivansicht und angeordnet
auf einem Substrat aus isolierendem Material.
Zum leichteren Verständnis des grundsätzlichen Aufbaus und der Wirkungsweise des erfindungsgemäßen magnetoresistiven
Wandlers wird zunächst unter Bezugnahme auf die Figuren 1a bis 1d, 2, 3, 4 und 5 an herkömmliche magnetoresistive Wandler
erinnert.
Zunächst wird auf die Figuren 1a bis 1d Bezug genommen.
3H6932
Es wird ein herkömmlicher magnetoresistiver Wandler TMRA
betrachtet, der zwei magneto-resistive Elemente. MR1 und MR _
umfaßt.
In Fig. 1a sind die magnetoresistiven Elemente MR1 und MR-gegenüber
einer Spur P eines magnetischen Aufzeichnungsträgers
SM, z.B.. einer Magnetplatte, gezeigt. Die Länge L der beiden magnetoresistiven Elemente (von denen angenommen wird,
daß sie dieselben Abmessungen haben) hat die Größenordnung der Breite L der Spur P, ihre senkrecht zu dem Träger SM
gemessene Höhe h hat z.B. die Größenordnung von 5 bis 10 Mikron. Die Länge L ist sehr viel Größer als die Dicke 1. An ihren
beiden Enden enthalten die magnetoresistiven Elemente MR und MR„ Anschlußleiter (zur Vereinfachung der Figuren 1a und
1b nicht dargestellt), über die sie an Elektronikschaltungen zur Auswertung der Informationen des Trägers SM angelegt werden
können.
Die Achsen Ax^1 und Ax„ günstiger Magnetisierung der magnetoresistiven
Elemente MR1 und MR
richtung der Elemente parallel.
richtung der Elemente parallel.
resistiven Elemente MR1 und MR sind zueinander und zur Längs-
Ferner sind die ungünstigen Magnetisierungsachsen Ax,.. und
Ax,„ zueinander parallel und senkrecht zu der Hauptabmessung
der magnetoresistiven Elemente sowie zu dem Träger SM.
Die magnetoresistiven Elemente MR und MR- werden durch einen
Strom I gespeist (gleiche Stromstärke in den beiden Elementen), der z.B. in der in den Figuren 1a bis 1c angegebenen Richtung
fließt, d.h. parallel zu den günstigen Magnetisierungsachsen Ax-.. und Αχ,ρ„. Der Strom wird von einem in der Zeichnung zur
Vereinfachung nicht gezeigten Stromgenerator geliefert.
3U6932
Auf die magnetoresistiven Elemente MR1 und MR- wirkt dieselbe
Komponente H^ des magnetischen Streufeldes der elementaren
Magnetgebiete des Trägers ein (in Fig. 1a sind einige dieser Gebiete gezeigt, nämlich A._2, A.., A., A.+1, A. _) , wobei
diese Komponente senkrecht zu dem Aufzeichnungsträger SM und folglich parallel zu den ungünstigen Magnetisierungsachsen
Ax,. und Ax-J2 der beiden Elemente ist.
Das Auslesen einer Information durch die beiden Elemente MR1
und MR_ geschieht, während diese sich gegenüber zwei elementaren Magnetgebieten A1-1 und A. befinden, wie in Fig. 1b gezeigt
ist. Die beiden Elemente befinden sich dann auf beiden Seiten einer Grenze FR. zwischen den beiden Magnetgebieten
A. Λ und A..
Fig. 2 zeigt die Änderungskurve AR des Widerstandswertes R
der beiden Elemente MR1 und MR„ in Abhängigkeit von dem gesamten
Magnetfeld H, das auf jeden Punkt der beiden Elemente einwirkt (es wird angenommen, daß jeder Punkt der Elemente
demselben Gesamtfeld H ausgesetzt ist), und erleichtert das Verständnis der Arbeitsweise des magnetoresistiven Wandlers TMRA
nach dem Stand der Technik. Offensichtlich wird vorausgesetzt,
daß die beiden Elemente dieselben Kenndaten haben (selbe Abmessungen
und selbes Material), so daß sie genau dieselbe Kennlinie AR in Abhängigkeit von dem Gesamtfeld H aufweisen.
Genau betrachtet entspricht in Fig. 2 derjenige Teil der Kurve, der positiven Werten des Gesamtfeldes H entspricht, der Kennlinie
des magnetoresistiven Elementes MR1, während der den negativen Werten des Gesamtfeldes H entsprechende Teil der
Kurve der Kennlinie des magnetoresistiven Elementes MR„ entspricht.
Für einen Wert des an jedem Punkt des Elementes angreifenden Gesamtfeldes H, der gleich dem Anisotropiefeld H, des Materials
3U6932
ist/ aus dem das Element selbst gebildet ist., und wenn dieses
in der ungünstigen Magnetisierungsrichtung gesättigt ist, so ändert sich der Widerstand R offensichtlich nicht mehr. Jedes
der beiden Elemente MR.. und MR2 erhält eine maximale Empfindlichkeit,
indem die Ordinate in Fig. 2 aus dem Ursprung 0 zu einem Ursprung 0. für das Element MR1 bzw. zu einem Ursprung
für das Element MR verschoben wird, indem das Element
MR1 einem Polarisationsfeld H , .. und das Element MR_ einem
Polarisationsfeld H ol2 ausgesetzt wird, mit H ,.. = -H *-·
Diese Polarisationsfelder sind parallel zu den ungünstigen Magnetisierungsachsen Ax,.. und Ax,2 dieser beiden Elemente
und folglich parallel zur Komponente Hf des magnetischen
Streufeldes der Informationen des Trägers SM, die senkrecht zu diesem Träger SM ist. Sie sind senkrecht zur Ebene des
Trägers SM und zur Vorbeilaufrichtung der Informationen.
Wenn auf die beiden magnetoresistiven Elemente zwei polarisierende
Magnetfelder H ,.. und H ,„ einwirken, so kann
gezeigt werden r daß die Änderung AR ihrer Widerstandswerte
realtiv groß ist und sogar maximal wird, wenn diese Felder einen bestimmten Wert haben, dem eine Drehung der Magnetisierungen
AM1 und AM„ im Inneren jedes der zwei Elemente
entspricht, die bei dem einen Element MR ungefähr gleich Θ..
gleich +45° und bei dem anderen Element MR- ungefähr gleich 0~
gleich -45° ist (vergleiche auch Fig. 1c). Das Verhältnis AR/AH ist also maximal für einen gegebenen Wert von ΔΗ, wobei
dieses Verhältnis von dem Polarisationswinkel abhängt. Einer relativ geringen Änderung ΔΗ des auf die magnetoresistiven
Elemente einwirkenden Magnetfeldes entspricht also eine relativ starke Änderung AR ihrer Widerstandswerte, und folglich
der Spannungsdifferenz AV = I χ AR (bei konstantem Wert von I).
Für die beiden magnetoresistiven Elemente werden also zwei Arbeitspunkte PF1 bzw. PF- definiert, deren Abszissenwert 0O1
bzw» 0O2 gleich H ,.. bzw. H ,» ist. Wenn auf das Element MR
die Komponente Hf des magnetischen Streufeldes der Informationen
des Trägers einwirkt, so ist seine Widerstandsänderung AR-P1 , und die an seinen Anschlüssen abgegriffene Spannung
ist dann Av1 = I χ AR-... Ebenso kann gezeigt werden,
daß die Änderung des Widerstandswertes des Elementes MR2
unter denselben Bedingungen gleich AR^2 ist, mit entgegengesetztem
Vorzeichen wie AR^1, und daß die an seinen Anschlüssen
abgenommene Spannung gleich Δν2 = I χ ARf? = -Av1
ist, d.h. IAv1] = IΔν2I. Auch wenn in der Praxis der in dem
Element MR1 fließende Strom I1 etwas verschieden ist von dem
im Element MR2 fließenden Strom I2, so wird nichtsdestoweniger
angenommen, daß stets gilt: IAv1I = |Av2|.
Es kann gezeigt werden, daß um den Arbeitspunkt PF1 bzw. PF„
herum die Änderung des Widerstandswertes praktisch eine lineare Funktion des Magnetfeldes ist, daß also das Verhältnis
AR/AH im wesentlichen konstant ist.
Der zwischen den Magnetisierungen AM1 und AM„ gebildete Winkel
ist gleich (O1 - G3) = 90°.
Die beiden Spannungen Av1 und Λν~ werden gewöhnlich an den
einen bzw. an den anderen Eingang eines Differenzverstärkers
angelegt, an dessen Ausgang ein Signal gewonnen wird, das proportional (IAv1I + |Av2|) ist, das wenig verschieden
ist von 2 χ I Av1| und 2 χ |Av2|·
Wie aus Fig. 1d ersichtlich ist, werden die beiden magnetoresistiven
Elemente MR1 und MR2 gewöhnlich folgendermaßen
polarisiert: Das Element MR1 wird durch das Feld H2 polarisiert,
das vom Durchgang des Stromes I2 in dem Element MR2
• ft β a »
erzeugt wird, während das Element MR2 durch das Feld EL
polarisiert wird, das durch den Strom I1 in dem Element 1
erzeugt wird. (Es wird daran erinnert, daß zumeist E1 praktisch gleich I- bzw. gleich I ist.) Ferner ist ersichtlich,
daß H1 ungefähr gleich τΗ2 ist.
Es wird nun Fig. 3 betrachtet, in der das magnetoresistive
Element MR gegenüber der Spur P angeordnet ist, wobei das Element als exakt über der Spur P zentriert angenommen wird,
was bedeutet, daß die Symmetrieachsen des Elementes und die kreisförmige Symmetrieachse der Spur P, die senkrecht zum
■Träger SM sind, zusammenfallen. (Dasselbe gilt für das Element MRp.)
Wenn die radiale Informationsdichte sehr groß wird, wirkt
auf das magnetoresistive Element MR1 (analoge Überlegungen
gelten für das Element MR„) die Resultierende H . der
magnetischen Streufelder ein, die erzeugt werden durch die zwei Nachbarspuren P1 und P" der Spur P und durch die Restinformationen
RES und RES2, die den vorherigen Zustand des
Trägers wiedergeben, also den Zustand, den dieser Träger hatte, bevor die Aufzeichnung auf den Spuren P, P1 P" usw.
erfolgte. '
Für hohe radiale Dichten erzeugt diese Resultierende H . an den Anschlüssen des magnetoresistiven Elementes ein Störsignal,
das nicht vernachlässigt werden kann gegenüber dem Signal, das durch die Komponente H^ des Streufeldes der
beiden Informationen erzeugt wird, gegenüber deren Grenze FR. sich das Element MR1 befindet.
In Fig. 4 werden die beiden Elemente MR und MR2 betrachtet,
die gegenüber der Grenze FR. der beiden Magnetgebiete A^-1
und A. der Spur P angeordnet sind. Es ist ersichtlich, daß
3H6932
-γ-
diese beiden Elemente einer Resultierenden H. der magnetischen Streufelder ausgesetzt sind, die erzeugt werden durch
magnetische Gebiete der zwei Gebiete A. , und A. (die Gebiete A._3, A. 2>
A-+i' Ai+2^ ' d*k· d:*-e magnetischen Streufelder,
die jeweils durch Paare von benachbarten Magnetgebieten entgegengesetzter Induktion erzeugt werden, z.B. die
Paare A^1 - A±_2, A1-2 - A1-3, A± - A±+1 , A±+1 - A±+2 usw..
Die Resultierende H. ist dann nicht vernachlässigbar gegenüber der Komponente H^ des magnetischen Streufeldes, das durch
die zwei Gebiete A. - A._* erzeugt wird, wenn die Liniendichte
der Informationen der Spur P sehr groß wird.
Um die Auswirkungen der Resultierenden H. auf das magnetoresistive
Element zu eliminieren, um also das Störsignal zu dämpfen, das am Ausgang der beiden Elemente durch die Widerstandsänderung
entsteht, die durch diese Resultierende H. verursacht wird, werden auf beiden Seiten der beiden Elemente
MR1 und MR„ magnetische Abschirmmittel MB., und MB2 angeordnet,
wie in Fig. 5 gezeigt ist. Diese magnetischen Abschirmmittel sind vorzugsweise aus einem magnetisch anisotropen Material.
Sie haben eine günstige Magnetisierungsachse AF- bzw. AF2
und eine ungünstige Magnetisierungsachse AD bzw. AD3. Diese
beiden Achsen sind jeweils parallel den entsprechenden Achsen der beiden magnetoresistiven Elemente.
Durch diese Abschirmmittel können die magnetischen Streufeldlinien
umgelenkt und eingefangen werden, welche erzeugt werden durch die Paare von benachbarten Magnetgebieten entgegengesetzter
Induktion in der Spur P, die sich auf beiden Seiten der beiden Gebiete A._ 'und A. befinden, so daß praktisch
keine dieser Feldlinien in die beiden magnetoresistiven Elemente MR1 und MR eindringt.
- Y- u
Wenn jedoch die Liniendichte der Informationen äußerst groß wird, so wird der Abstand zwischenden magnetischen Abschirmmitteln
MB. bzw. MB- und den Elementen MR bzw. MR_ sehr gering.
Die magnetische Kopplung zwischen den Abschirmmitteln MB1 und dem Element MR., , zwischen den Abschirmmitteln MB„ und
dem Element MR„ sowie zwischen den Abschirmmitteln MB1 und
den Abschirmmitteln MB- wird daher sehr stark.
Ferner wird die von den magnetischen Abschirmmitteln MB1 und
MB- eingefangene Resultierende H. wesentlich stärker, wodurch
23^ iv
die Kopplung zwischen MB1 und MR1 , zwischen MB2 und MR„ sowie
zwischen MB1 und MB- weiter verstärkt wird. Wie weiter oben
bereits erläutert wurde, treten dann die Erscheinungen der gegenseitigen Induktion zwischen den magnetischen Abschirmmitteln
MB1 MB2 und den magnetoresistiven Elementen MR1 und
MR2 auf. Diese verändern den magnetischen Zustand des magnetoresistiven
Elementes (Stärke der Magnetisierung und Polarisationswinkel) . Daraus ergibt sich, daß die Detektion der Komponente
Hf des magnetischen Streufeldes der beiden Gebiete A1-1
und A. stark beeinträchtigt wird, und dies kann bis zur vollständigen Zerstörung der Nutζinformation gehen, so daß also
die beiden Spannungen Av1 und Av2, die aus der Widerstandsänderung
der beiden Elemente aufgrund dieser Komponente lire suitieren, verschwinden.
Es wurde also gefunden, daß unter diesen Bedingungen die Anwendung von magnetischen Abschirmmitteln MB1 und MB2, deren
senkrecht zu dem Träger SM gemessene Höhe sehr viel größer ist als diejenige der magnetoresistiven Elemente, nicht mehr
möglich ist.
Das der Erfindung zugrundeliegende Prinzip, das in den Figuren 6, 7a, 7b und 8 dargestellt ist/ besteht darin, auf beiden
Seiten der magnetoresistiven Elemente einerseits parallel
zur Vorbeilaufrichtung der Informationen und andererseits senkrecht zu der Vorbeilaufrichtung der Informationen (also
auf beiden Seiten der in Längsrichtung betrachteten magnetoresistiven Elemente) ebene magnetische Mittel anzuordnen, um
das Magnetfeld aufzufangen und abzulenken, das einerseits von den Paaren von Magnetgebieten ausgeht, die denjenigen
der Spur P benachbart sind, gegenüber deren Grenze sich die beiden magnetoresistiven Elemente befinden, und andererseits
von der unmittelbaren Umgebung der Spur P ausgeht.
Es werden nun die Figuren 6, 7a, 7b und 8 betrachtet, die eine bevorzugte Ausführungsform eines erfindungsgemäßen
magnetoresistiven Wandlers TMRI- zeigen.
Dieser Wandler TMRI1, der gegenüber einer Spur P des Trägers SM
gezeigt ist, umfaßt:
- die beiden magnetoresistiven Elemente MRI1 und MRI,,, die
zueinander parallel sind;
- erste ebene magnetische Mittel MCH .. und MCH 2, die
auf beiden Seiten der magnetoresistiven Elemente derart angeordnet sind, daß sie der unmittelbaren magnetischen
Umgebung der Spur P des Trägers SM gegenüberliegen, wenn die beiden Elemente sich gegenüber der Spur P befinden;
- zweite ebene magnetische Mittel MCH. 1 und MCH. 2,
auf beiden Seiten der magnetoresistiven Elemente MRI1 und
MRI2 derart angeordnet sind, daß sie sich gegenüber den
magnetischen Nachbargebieten der Gebiete A.« und A. der
Spur P befinden, wenn die beiden Elemente MRI. und MRI2
sich gegenüber der Grenze FR. zwischen den beiden Gebieten A.- und A. befinden.
Die beiden magnetoresxstiven Elemente MRI und MRI stimmen
völlig überein mit den Elementen MR1 und MR2 des herkömmlichen
Wandlers TMRA. Sie sind aus einem magnetisch anisotropen Material, und ihre Längen sind gleich der Breite L der Spur P
des Trägers SM oder größer als diese Breite. Ihre günstige und ihre ungünstige Magnetisierungsachse sind in gleicher
Weise angeordnet wie in den Figuren 1a, 1b, 1c und 3.
Die ersten ebenen magnetischen Mittel MCH 1 und MCH
sind einander gleich. Sie sind vorzugsweise aus einem magnetisch anisotropen Material. Sie können aus einer Mehrzahl
von einander parallelen magnetischen Dünnschichten gebildet sein, die voneinander durch unmagnetische Dünnschichten getrennt
sind. Die aus den magnetischen und unmagnetischen Dünnschichten gebildete Gesamtheit ist parallel zu dem Aufzeichnungsträger.
Zur Vereinfachung sind die einzelnen Schichten in den Figuren 6, 7a, 7b, 8 und 9 nicht gezeigt.
Ihre Breite λ.. , die parallel zur Längsrichtung der magnetoresxstiven
Elemente gemessen wird, hat etwa dieselbe Größenordnung wie die Breite L der Spuren P1, P" und P. Die
Länge X- der ersten ebenen magnetischen Abschirmmittel,
gemessen parallel zur Vorbeilaufrichtung der Informationen, ist mindestens viermal größer als die Länge eines elementaren
Magnetgebietes. Die Dicke e.. der ersten magnetischen
Mittel ist sehr-gering, auf jeden Fall wesentlich kleiner
als die Höhe h der magnetoresistiven Elemente senkrecht zum Träger SM. Diese Dicke e.. ist sehr viel kleiner als die anderen
Abmessungen λ-j und λ- dieser selben ersten magnetischen
ebenen Mittel.
Die zweiten ebenen magnetischen Mittel MCH. 1 und MCH. ~
haben eine Breite X^, die in Längsrichtung der magnetoresistiven
Elemente gemessen etwas kleiner· als die Breite L
«ο β
3U6932
Λ O ·
- 2S'
der Spuren des magnetischen Trägers SM oder gleich dieser Breite ist. Die Länge λ. (siehe Fig. 7a) dieser selben
Mittel, gemessen parallel zur Vorbeilaufrichtung der Informationen, hat dieselbe Größenordnung wie die Länge jedes
Elementargebietes der Spur P oder ist etwas größer als diese Länge. Die Dicke e^ dieser zweiten ebenen magnetischen
Mittel ist sehr viel kleiner als die Höhe h der magnetoresistiven Elemente und auch sehr viel kleiner als
die Werte A3 und λ.. Vorzugsweise ist die Dicke e„ der
zweiten ebenen magnetischen Mittel gleich der Dicke e. der
ersten ebenen magnetischen Mittel. Diese zweiten ebenen magnetischen Mittel können aus einer Gruppe von magnetischen
Dünnschichten gebildet werden, die parallel zu dem Aufzeichnungsträger SM und voneinander durch dünne unmagnetische
Schichten getrennt sind, wobei diese Gruppe aus magnetischen und unmagnetischen Dünnschichten in den Figure.
la., lh, 8 und 9 zur Vereinfachung derselben nicht gezeig,
ist.
Wenn L die Länge der magnetoresistiven Elemente MRI1 und MRI2
ist, so ist allgemein A.. + A3 sehr viel größer als L. Noch
allgemeiner gilt, daß die Abmessungen A1, A~, A-,, A4, e1 und
e2 abhängig von den beabsichtigten Anwendungen des magnetoresistiven
Wandlers TMRI1 gewählt werden. Sie ändern sich insbesondere in Abhängigkeit von der radialen und der Liniendichte
der magnetischen Aufzeichnungsträger, die ausgelesen werden sollen.
Vorzugsweise sind die ersten und die zweiten ebenen magnetischen
Mittel MCH Λ, MCH o bzw. MCH. Λ, MCH. o aus dem-
envi env2 iv1 iv2
selben magnetisch anisotropen Material gebildet.
Wie in Fig. 7a dargestellt ist, werden die magnetischen Feldlinien (und folglich das Magnetfeld selbst), die ausgehen
von Paaren von benachbarten'Magnetgebieten mit
entgegengesetzter Induktion, und zwar von den Nachbargebieten
der beiden Magnetgebiete A. 1 und A., gegenüber deren Grenze
FR. sich die beiden magnetoresistiven Elemente MRI1 und MRI2
befinden, größtenteils von den zweiten ebenen magnetischen Mitteln MCH. , und MCH. 2 eingefangen. Auf die beiden magnetoresistiven
Elemente MRI1 und MRI2 wirkt also in Richtung ihrer
ungünstigen Magnetisierungsachse Ax- bzw. Ax,>2 praktisch
nur die Komponente Hf des Streufeldes ein, die von dem. Magnetgebietpaar
A. und A._.j erzeugt wird. Durch das Vorhandensein
der zweiten ebenen magnetischen Mittel MCH. Λ und MCH. „ wird
xv 1 iv2
nämlich die Intensität h. des Magnetfeldes, das von den Nachbarmagnetgebieten
der Gebiete A1-1 und A. ausgeht und dem die
beiden magnetoresistiven Elemente ausgesetzt sind, sehr gering gegenüber H^ und kann als vernachlässigbar angenommen werden.
Ferner ist in Fig. 7b ersichtlich, daß die ersten ebenen magnetischen
Mittel MCH 1 und MCH 2 den größten Teil der magnetischen
Feldlinien einfangen, die von der unmittelbaren magnetischen Umgebung der Spur P ausgehen. Die Intensität h . des
von der unmittelbaren magnetischen Umgebung der Spur P ausgehenden Magnetfeldes, das auf die beiden magnetoresistiven
Elemente einwirkt, ist sehr schwach im Vergleich zur Komponente Hf und kann als vernachlässigbar angesehen werden.
Es ist ersichtlich, daß der in den Figuren 6, 7a, 7b und 8 gezeigte erfindungsgemäße magnetoresistive Wandler eine beträchtliche
Dämpfung des Störsignals B ermöglicht, das auf dem magnetischen Streufeld beruht, das von der unmittelbaren
magnetischen Umgebung der Spur P und von den magnetischen Nachbargebieten der Magnetgebiete ausgeht, gegenüber deren
Grenze sich die magnetoresistiven Elemente zu einem gegebenen Zeitpunkt befinden. Der erfindungsgemäße Wandler hat also
ein Verhältnis S/B (Signal/Störpegel) , das gegenüber einem herkömmlichen magnetoresistiven Wandler beträchtlich verbessert
ist, und dies obwohl die Liniendichte und die radiale Aufzeichnungsdichte sehr hoch sind.
* Λ 9
Der in den Figuren 6b, 7a, 7b und 8 gezeigte Wandler TMRI ist vorzugsweise angeordnet auf einer Einheit, die aus zwei
Substraten SUBS1 und SUBS2 aus unmagnetischem, elektrisch
isolierendem Material (z.B. Glas) gebildet ist. Diese beiden Substrate sind miteinander durch ein Herstellungsverfahren
verbunden, z.B. durch Glasverschweißung nach der FR-PS 2 315 139 der Anmelderin.
Die ersten und zweiten ebenen magnetischen Mittel MCH 1,
MCH 2 und MCH. .., MCH. „ sind in einer Höhlung angeordnet,
die im Inneren der Substrate gebildet ist, derart, daß die Oberfläche Σ und Σ der Substrate SUBS1 und SUBS„ einerseits
und des erfindungsgemäßen Wandlers TMRI andererseits in derselben Ebene liegen (siehe Fig. 9).
Es ist auch ersichtlich, daß der Wandler TMRI auf der Oberfläche Σ der beiden Substrate SUBS1 und SUBS„ angeordnet
sein könnte, anstatt im Inneren einer in diesen angebrachten Höhlung angeordnet zu sein.
Wie aus den Figuren 8 und 9 hervorgeht, bilden die ersten und zweiten ebenen magnetischen Mittel einen Rahmen CAD homogener
Struktur (die ersten und die zweiten ebenen magnetischen Mittel haben exakt gleiche Strukturen, d.h. sind· aus demselben
magnetischen Material, mit derselben Anordnung einer Mehrzahl von dünnen magnetischen Schichten, zwischen denen unmagnetische
Dünnsehichten angeordnet sind, wobei diese Dünnschichten parallel zu dem Träger SM sind), in deren Mittelteil ein Fenster F
angeordnet ist. Die Abmessungen dieses Fensters F sind derart, daß seine parallel zur Vorbeilaufrichtung der Informationen
gemessene Länge im wesentlichen die Größenordnung der doppelten Länge der elementaren Magnetgebiete der Spur P hat, und
daß seine parallel zur Längsrichtung der magnetoresistiven
3η6932
Elemente gemessene Breite im wesentlichen gleich der Breite der Spur L oder etwas größer als diese ist. Es ist offensichtlich,
daß die beiden magnetoresistiven Elemente MRl.
und MRI2 im Inneren dieses Fensters angeordnet sind/ das
also ein "Lesefenster" des magnetoresistiven Wandlers TMRI bildet. Dieses Fenster ermöglicht das Auslesen der Informationen
der Spur P Information für Information mit hoher Präzision.
Claims (6)
- 3U6932Dipl.-Ing. Dipl.-Chem. Dipl.-Ing.E. Prinz - Dr. G. Hauser - G. LeiserErnsbergerstrasse 198000 München 6026. November 1981COMPAGNIE INTERNATIONALE POUR L'INFORMATIQUE CII- HONEYWELL BULL94, Avenue Gambetta75020 PARIS / FrankreichUnser Zeichen: C 3311PatentansprücheMagnetoresistxver Wandler zum Auslesen von Informationen eines Trägers, die im Inneren einer Mehrzahl von Spuren enthalten sind, mit:- wenigstens einem magnetoresistxven Element (MRI., MRI ), das senkrecht zur Vorbeilaufrichtung der Informationen jeder Spur P ist,gekennzeichnet durcherste und zweite ebene magnetische Mittel (MCH .1, MCHen ._; MCH. ., MCH1 2) , die parallel zu dem Träger und auf der einen bzw. auf der anderen Seite des magnetoresistxven Elementes derart angeordnet sind, daß, wenn dieses Element sich gegenüber einer gegebenen Information der Spur P befindet, die ersten Mittel sich gegenüber der unmittelbaren magnetischen Umgebung der Spur P befinden und die zweiten Mittel sich gegenüber denjenigen Informationen der Spur P befinden, die auf beiden Seiten der gegebenen Information liegen, gegenüber welcher sich das magnetoresistive Element befindet.Deg/Gl
- 2. Magnetoresistiver Wandler nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die ersten und die zweiten ebenen magnetischen Mittel einen Rahmen CAD bilden, in dessen Mittelteil ein Lesefenster (F) angeordnet ist, in dessen Innerem die magnetoresistiven Elemente angeordnet sind.
- 3. Magnetoresistiver Wandler nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Länge a der Grenze F in einer zur Vorbeilaufrichtung der Informationen parallelen Richtung gemessen die Größenordnung der Länge von zwei elementaren Magnetgebieten der Spur P hat, und daß die Breite b des Fensters parallel zur Längsrichtung des magnetoresistiven Elementes gemessen die Größenordnung der Breite L der Spur P hat.
- 4. Magnetoresistiver Wandler nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die ersten und die zweiten ebenen magnetischen Mittel aus demselben magnetisch anisotropen Material gebildet sind.
- 5. Magnetoresistiver Wandler nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Dicke der ersten und der zweiten ebenen magnetischen Mittel senkrecht zu dem Aufzeichnungsträger gemessen sehr viel kleiner ist als die Länge und als die Breite dieser ersten und zweiten Mittel, wovon erstere parallel zur Vorbeilaufrichtung der Informationen und die zweite senkrecht zu dieser Vorbeilaufrichtung gemessen ist.
- 6. Magnetoresistiver Wandler nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Dicke der ersten und der zweiten ebenen magnetischen Mittel sehr viel kleiner als die senkrecht zum Aufzeichnungsträger gemessene Höhe h der magnetoresistiven Elemente ist.
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
FR8025198A FR2494952B1 (fr) | 1980-11-27 | 1980-11-27 | Transducteur magnetoresistant de lecture d'un support d'enregistrement a haute densite d'informations |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
DE3146932A1 true DE3146932A1 (de) | 1982-07-15 |
Family
ID=9248409
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
DE19813146932 Ceased DE3146932A1 (de) | 1980-11-27 | 1981-11-26 | "magnetoresistiver wandler zum auslesen eines aufzeichnungstraegers mit hoher informationsdichte" |
Country Status (6)
Country | Link |
---|---|
US (1) | US4432028A (de) |
JP (1) | JPS57120222A (de) |
DE (1) | DE3146932A1 (de) |
FR (1) | FR2494952B1 (de) |
GB (1) | GB2089097B (de) |
IT (1) | IT1200555B (de) |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
EP0101825A1 (de) * | 1982-08-30 | 1984-03-07 | International Business Machines Corporation | Magnetoresistiver Wandler für vertikal aufgezeichnete Daten und Verfahren zum Lesen solcher Daten |
Families Citing this family (8)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US4719527A (en) * | 1984-10-31 | 1988-01-12 | Sanyo Electric Co., Ltd. | Composite magnetic head having accurately aligned gaps |
JPS62205511A (ja) * | 1986-03-05 | 1987-09-10 | Fuji Photo Film Co Ltd | 磁気ヘツド特性測定装置 |
US5323285A (en) * | 1992-06-23 | 1994-06-21 | Eastman Kodak Company | Shielded dual element magnetoresistive reproduce head exhibiting high density signal amplification |
US5757183A (en) * | 1996-07-26 | 1998-05-26 | Eastman Kodak Company | Device to shield a magnetic field in a given plane |
WO1998016921A1 (en) * | 1996-10-15 | 1998-04-23 | Seagate Technology, Inc. | Magnetoresistive head having shorted shield configuration for inductive pickup minimization |
US5768070A (en) | 1997-05-14 | 1998-06-16 | International Business Machines Corporation | Horizontal thin film write, MR read head |
US6680829B2 (en) * | 2000-09-13 | 2004-01-20 | Seagate Technology Llc | MR structures for high areal density reader by using side shields |
US20060250726A1 (en) * | 2005-05-09 | 2006-11-09 | Hitachi Global Storage Technologies Netherlands B. V. | Shield structure in magnetic recording heads |
Citations (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
DE2442565A1 (de) * | 1973-10-04 | 1975-04-17 | Ibm | Signalwandler fuer einen magnetischen lesekopf |
US4071868A (en) * | 1974-12-20 | 1978-01-31 | Matsushita Electric Industrial Co., Ltd. | Narrow track MR head with side shields |
Family Cites Families (6)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
DE1114335B (de) * | 1955-04-26 | 1961-09-28 | Standard App Fabrik G M B H | Magnetkopf |
US3222754A (en) * | 1959-12-23 | 1965-12-14 | Ibm | Method of making magnetic transducer head |
JPS548726Y1 (de) * | 1969-10-25 | 1979-04-21 | ||
FR2218611B1 (de) * | 1973-02-21 | 1976-09-10 | Cii | |
JPS5172419A (ja) * | 1974-12-20 | 1976-06-23 | Matsushita Electric Ind Co Ltd | Jikihetsudo |
JPS56165924A (en) * | 1980-05-24 | 1981-12-19 | Matsushita Electric Ind Co Ltd | Magnetic head |
-
1980
- 1980-11-27 FR FR8025198A patent/FR2494952B1/fr not_active Expired
-
1981
- 1981-10-26 US US06/314,975 patent/US4432028A/en not_active Expired - Fee Related
- 1981-11-09 GB GB8133788A patent/GB2089097B/en not_active Expired
- 1981-11-18 JP JP56185130A patent/JPS57120222A/ja active Pending
- 1981-11-25 IT IT25274/81A patent/IT1200555B/it active
- 1981-11-26 DE DE19813146932 patent/DE3146932A1/de not_active Ceased
Patent Citations (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
DE2442565A1 (de) * | 1973-10-04 | 1975-04-17 | Ibm | Signalwandler fuer einen magnetischen lesekopf |
US4071868A (en) * | 1974-12-20 | 1978-01-31 | Matsushita Electric Industrial Co., Ltd. | Narrow track MR head with side shields |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
EP0101825A1 (de) * | 1982-08-30 | 1984-03-07 | International Business Machines Corporation | Magnetoresistiver Wandler für vertikal aufgezeichnete Daten und Verfahren zum Lesen solcher Daten |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
JPS57120222A (en) | 1982-07-27 |
IT8125274A0 (it) | 1981-11-25 |
FR2494952A1 (fr) | 1982-05-28 |
FR2494952B1 (fr) | 1986-06-06 |
IT1200555B (it) | 1989-01-27 |
GB2089097A (en) | 1982-06-16 |
US4432028A (en) | 1984-02-14 |
GB2089097B (en) | 1985-06-05 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
DE2442566C3 (de) | Magnetoresistiver Signalwandler | |
DE3242692C2 (de) | ||
DE2924013C2 (de) | ||
DE3650040T2 (de) | Den Magnetwiderstandseffekt verwendender Magnetwandlerkopf. | |
DE2621790C2 (de) | ||
DE2422927C2 (de) | Integrierte Anordnung magnetischer Wiedergabeelemente | |
DE2442565C2 (de) | Signalwandler für einen magnetischen Lesekopf | |
DE69224432T2 (de) | Magnetoresistiver kopf | |
DE2615539C2 (de) | Magnetkopf mit magnetoresistivem Element | |
DE69728920T2 (de) | Kopf mit magnetoresistivem Effekt | |
DE2450364C2 (de) | Elektromagnetischer Wandler mit magnetoresistiven Schichten zur Umwandlung von Magnetfeldänderungen in elektrische Ströme | |
DE68925544T2 (de) | Magnetkopf-Matrixanordnung, insbesondere aus Dünnfilmen | |
DE3016105A1 (de) | Magnetische wandlervorrichtung zum lesen und/oder schreiben von informationen | |
DE69218711T2 (de) | Magnetowiderstandseffekt-Dünnfilmmagnetkopf | |
DE2241906C2 (de) | Magnetoresistives Abfühlelement | |
DE69112939T2 (de) | Magnetoresistiver Effekt verwendender Lesemagnetkopf. | |
DE2921350A1 (de) | Magnetischer wandlerkopf | |
DE69025820T2 (de) | Dünnfilmmagnetkopf | |
DE69114620T2 (de) | Magnetische Kodiereinrichtung. | |
DE2516593C3 (de) | Magnetoresistiver Wiedergabekopf | |
DE3404274A1 (de) | Duennfilm-magnetkopf | |
DE19956196A1 (de) | Magnetisches Material und Magnetkopf unter Verwendung desselben und Magnetspeichervorrichtung mit ihm | |
DE3146932A1 (de) | "magnetoresistiver wandler zum auslesen eines aufzeichnungstraegers mit hoher informationsdichte" | |
EP0135739B1 (de) | Kombinierter Schreib- und Lese-Magnetkopf für ein senkrecht zu magnetisierendes Aufzeichnungsmedium | |
DE69531087T2 (de) | Magnetowiderstandeffektkopf und Magnetaufzeichnungs-/Wiedergabekopf daraus |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
8128 | New person/name/address of the agent |
Representative=s name: PRINZ, E., DIPL.-ING. LEISER, G., DIPL.-ING., PAT. |
|
8110 | Request for examination paragraph 44 | ||
8131 | Rejection |