DE69425063T2

DE69425063T2 - Magnetoresistiver linearer weggeber, winkelverschiebungssensor und variabler widerstand

Info

Publication number: DE69425063T2
Application number: DE69425063T
Authority: DE
Inventors: H. Hubbard; G. Parsons; A. Prinz
Original assignee: US Department of Navy
Current assignee: US Department of Navy
Priority date: 1993-10-01
Filing date: 1994-09-30
Publication date: 2000-11-02
Anticipated expiration: 2014-10-01
Also published as: KR960705187A; CA2173223A1; EP0721563A4; EP0721563B1; EP0721563A1; JPH09505393A; DE69425063D1; WO1995010020A1; KR100308460B1; US5475304A

Description

HINTERGRUND DER ERFINDUNG

Gebiet der Erfindung

Die vorliegende Erfindung betrifft Linear- und Winkelverschiebungs- oder Verlagerungssensoren sowie veränderliche Widerstände und insbesondere Linear- und Winkelverlagerungs- oder -Verschiebungssensoren sowie veränderliche Widerstände unter Verwendung der Ultramagnetoresistivität (englisch: giant magnetoresistance).

Beschreibung der verwandten Technik

Linear- und Winkelverschiebungs- oder Verlagerungssensoren werden zur Bearbeitung und Messung mit hoher Präzision, für die Herstellung und das Testen von Komponenten mit sehr engen Abmessungstoleranzen verwendet. Solche Geräte werden typischerweise mit Drehbänken, Pressen, Roboterarmen und dergleichen verkoppelt.
Typische Verschiebungs- oder Verlagerungssensoren arbeiten durch Messung der Induktion eines Metallstabes, der durch eine Solenoidwindung hindurchgeführt wird. Diese Sensoren haben verschiedene Nachteile. Sie haben eine begrenzte Genauigkeit, sind voluminös und nicht ohne weiteres tragbar, sind vibrationsempfindlich, teuer herzustellen und benötigen im Betrieb einen erheblichen Leistungsaufwand.
Das Dokument US-A-5,206,590 beschreibt einen magnetoresistiven Sensor auf Basis einer Spinventilstruktur mit einem ultramagnetoresistiven Streifen. Dieser Streifen besteht aus einer ferromagnetisch harten Schicht, einer ferromagnetisch weicheren Schicht über der ferromagnetisch harten Schicht und einer leitfähigen nichtmagnetischen Schicht, die zwischen den ferromagnetischen Schichten angeordnet ist und sich mit diesen in Kontakt befindet. Die Messung einer magnetischen Feldstärke wird durch Anwendung des Einflusses der Drehung magnetischer Domänen in der ferromagnetisch weicheren Schicht auf den Widerstand des Streifens bewirkt.

ZUSAMMENFASSUNG DER ERFINDUNG

Demzufolge ist es ein Ziel der Erfindung, einen inhärent linearen hochpräzisen kompakten tragbaren vibrationsunempfindlichen Verschiebungs- oder Verlagerungssensor zu bieten, der preiswert in der Herstellung ist, im Betrieb wenig Leistung aufnimmt, nicht flüchtig ist, (d. h. nicht jedesmal beim Abstellen seine Kalibrierung verliert) und ein Ausgangssignal liefert, das sich leicht in eine elektronische Ablesung umwandeln lässt.
Eine weitere Aufgabe der Erfindung ist es, einen variablen Widerstand zu bieten, der diese Eigenschaften teilt.
Diese Aufgaben der Erfindung werden durch die nachfolgend beschriebenen Strukturen erreicht.
Die vorliegende Erfindung betrifft einen Verschiebungs- oder Verlagerungssensor mit einem ultramagnetoresistiven Streifen, der mindestens eine geschichtete Struktur umfasst. Diese geschichtete Struktur umfasst eine magnetisch härtere (ferromagnetisch harte oder antiferromagnetisch fixierte) Schicht mit einem fixierten magnetischen Zustand, eine zweite magnetisch weichere Schicht und eine Metallschicht, die zwischen diesen beiden Schichten angeordnet ist und diese berührt, um eine Austauschkupplung zwischen den beiden Schichten zu vermeiden. Die Erfindung umfasst auch Mittel zum Induzieren einer Domänenwand in einer Messstellenposition zwischen Bereichen nicht ausgerichteter (d. h. einander entgegengesetzter oder nicht miteinander ausgerichteter) Magnetfeldern in der magnetisch weicheren Schicht und Mittel zur Messung des elektrischen Widerstands zwischen Punkten auf entgegengesetzten Seiten der Struktur.
Im Betrieb wird das Mittel zum Induzieren einer Domänenwand relativ zu dem ultramagnetoresistiven Streifen angeordnet. Der Widerstand am Streifen wird gemessen und aus dieser Widerstandsmessung wird die Position der Domänenwand bestimmt. Durch Befestigung eines Werkstückes an dem ultramagnetoresistiven Streifen und eines anderen Werkstückes an dem Induziermittel wird die lineare Verschiebung oder Verlagerung zwischen zwei Werkstücken durch Messung des elektrischen Widerstandes gemessen.
Die Erfindung betrifft auch einen variablen Widerstand, der dadurch betrieben wird, dass man die Mittel zum Induzieren der Domänenwand in eine gewählte Position bringt, um den Widerstand am Streifen auf einen gewünschten Wert einzustellen.

KURZE BESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGEN

Eine vollständigere Beschreibung der Erfindung ergibt sich aus der nachfolgenden Beschreibung bevorzugter Ausführungsformen und der Zeichnungen, in welchen gleiche Ueberweisungszeichen in den verschiedenen Figuren gleiche Strukturen oder Elemente bedeuten; es zeigen:
Fig. 1 einen Querschnitt einer Laminatstruktur mit Schichten aus ausgerichteten Magnetfeldern;
Fig. 2 ist ein Querschnitt einer Laminatstruktur mit Schichten aus einander entgegengesetzten Magnetfeldern;
Fig. 3 ist eine Seitenansicht einer Laminatstruktur mit einer Domänenwand in einer der magnetischen Schichten, die Bereiche entgegengesetzter magnetischer Felder in dieser Schicht trennt;
Fig. 3a ist eine Seitenansicht einer Laminatstruktur mit einer Domänenwand in einer der magnetischen Schichten, die Bereiche entgegengesetzter magnetischer Felder in dieser Schicht trennt und mit einer antiferromagnetisch fixierten Schicht mit einem fixierten magnetischen Zustand;
Fig. 4 ist ein Querschnitt einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung;
Fig. 5 ist eine Draufsicht auf eine bevorzugte Ausführungsform der Erfindung;
Fig. 6 ist eine detaillierte Ansicht eines Paares von Indexiermagneten, die zur Induzierung einer Domänenwand in einer magnetisch weichen Schicht gemäss der Erfindung angeordnet sind;
Fig. 7 ist ein Querschnitt einer Multilaminatstruktur gemäss der Erfindung;
Fig. 8 ist ein Querschnitt einer anderen Laminatstruktur gemäss der Erfindung mit der magnetisch harten Schicht über der magnetisch weichen Schicht;
Fig. 9 und 10 sind eine auseinandergezogene Darstellung bzw. eine Draufsicht auf eine andere Ausführungsform der Erfindung;
Fig. 11 ist eine perspektivische Ansicht einer anderen Ausführungsform der Erfindung mit der Domänenwand parallel zur Richtung des Stromflusses in der Laminatstruktur.

AUSFÜHRLICHE BESCHREIBUNG BEVORZUGTER AUSFÜHRUNGSFORMEN

Die Ultramagnetoresistivität (giant magnetoresistance, GMR) ist ein relativ neu entdecktes Phänomen. Kurz gesagt wurde entdeckt, dass ein signifikanter Unterschied (in der Grössenordnung von zwischen etwa 8% und etwa 20%) des elektrischen Widerstands zwischen der in Fig. 1 dargestellten Struktur und der in Fig. 2 dargestellten Struktur besteht.
Fig. 1 zeigt eine Laminatstruktur 10 mit den ferromagnetischen Schichten 12, 14 mit ausgerichteten Magnetfeldern, wobei diese Schichten von einer nichtmagnetischen leitfähigen Schicht 13 getrennt sind und sich mit dieser in Kontakt befinden. Bei der Einführung von Trägern (im allgemeinen Elektronen) von einem Kontakt 16 in die obere ferromagnetische Schicht 12 werden die Träger spin-polarisiert. Diese spin-polarisierten Träger sind frei, um durch diese ferromagnetische Schicht und die anderen leitfähigen Schichten 13, 14 in dieser Struktur 10 zu wandern. Als Folge steht der elektrische Widerstand, der mit dem Fluss dieser Träger zusammenhängenden Strom auftritt, in Beziehung zur Dicke dieser Struktur 10.
Im Unterschied zeigt Fig. 2 eine Laminatstruktur 20 mit ferromagnetischen Schichten 22, 24, die einander entgegengesetzte magnetische Felder aufweisen, die durch eine nichtmagnetische leitfähige Schicht 23 voneinander getrennt sind, aber mit dieser in Kontakt stehen. Wenn Träger von einem Kontakt 16 in die obere ferromagnetische Schicht 22 eingeführt werden, werden die Träger spin-polarisiert. Diese spin-polarisierten Träger können frei durch diese ferromagnetische Schicht 22 und die benachbarte nichtmagneti sehe Schicht 23 wandern. Wenn jedoch diese spin-polarisierten Träger auf die Grenzschicht zur ferromagnetischen Schicht 24, die ein nichtausgerichtetes magnetisches Feld besitzt, auftreffen, werden diese Träger gemäss der Ultramagnetoresistivität (d. h. spin- Ventil)-Effekt zurück und weg von dieser Schicht gestreut. Die Ultramagnetoresistivität ist eine Funktion des Winkels zwischen den magnetischen Feldern in den beiden Schichten. Die Streuung wird minimalisiert, wenn die Felder parallel liegen und maximiert, wenn die Felder antiparallel (entgegengesetzt) verlaufen. Wenn die Felder entgegengesetzt sind, wird der mit dem Fluss dieser Träger zusammenhängende Strom von der Wanderung durch die gesamte Dicke dieser Struktur 20 behindert, und der diesem Strom entgegenwirkende elektrische Widerstand wird höher sein, in Beziehung zur Dicke von nur der oberen zwei Schichten 22, 23 dieser Struktur 20.
Ein intermediärer Fall gemäss der Erfindung ist in Fig. 3 dargestellt. In diesem Fall hat die Laminatstruktur 30 eine Unterschicht 34 mit einem fixierten magnetischen Zustand und eine relativ weiche magnetische Oberschicht 32 mit den Bereichen 35, 36 von einander entgegengesetzten magnetischen Feldern. Diese Bereiche 35, 36 werden durch eine Domänenwand 37 getrennt. Zwischen und in Kontakt mit diesen beiden Schichten 32, 34 ist eine nichtmagnetische leitfähige Metallschicht 33 zur Verhinderung der Austauschkopplung zwischen den beiden magnetischen Schichten 32, 34. Bei der Einführung von Trägern von einem Kontakt 16 in die obere ferromagnetische Schicht 32 werden die Träger spin-polarisiert. Diese spin-polarisierten Träger sind frei, um durch diese ferromagnetische Schicht 32, die nichtmagnetische Schicht 33 und die untere ferromagnetische Schicht 34 zu wandern. Weil die effektive Dicke des Leiters relativ gross ist, ist der elektrische Widerstand auf dieser Seite der Domänenwand 37 relativ niedrig.
Wenn die spin-polarisierten Träger weiter nach unten durch diese Struktur 30 zur entgegengesetzten Seite der Domänenwand 37 wandern, werden sie durch die beiden Bodenschichten 33, 34 der Laminatstruktur 30 gemäss dem ultramagnetoresistiven Effekt begrenzt. Der elektrische Widerstand ist auf dieser Seite der Domänenwand relativ hoch. Demzufolge ist der gesamte elektrische Widerstand der Laminatstruktur 30 eine lineare Funktion der Position der Domänenwand 37. Die Positionierung der Domänenwand 37 zur linken Seite der Laminatstruktur weg von dem die Träger einführenden Kontakt 16 führt zu einem relativ niedrigen elektrischen Widerstand der Laminatstruktur 30. Die Positionierung der Domänenwand 37 nach der rechten Seite der Laminatstruktur 30 nahe dem die Träger einführenden Kontakt 16 führt zu einem relativ hohen elektrischen Widerstand der Laminatstruktur 30.
Eine andere Ausführungsform dieser Laminatstruktur gemäss der Erfindung ist in Fig. 3a dargestellt, wo die unterste magnetische Schicht in ihrem magnetischen Zustand mit einer antiferromagnetischen Fixierschicht 81 fixiert ist.
Es ist zu bemerken, dass die spin-polarisierten Träger einen nicht umkehrbaren Pfad durchlaufen. Wenn die Träger von der linken Seite der Domänenwand 37 eingeführt werden, sind die spin-polarisierten Träger durch die beiden Oberlagen 32, 33 der Laminatstruktur 30 an der näheren Seite der Domänenwand 37 begrenzt, sind aber frei, durch die gesamte Dicke der Laminatstruktur 30 auf der entfernten Seite der Domänenwand 37 zu wandern. In diesem Fall führt die Verschiebung der Domänenwand 37 nach links zu einer Verminderung des elektrischen Widerstandes, während die Verschiebung nach rechts den elektrischen Widerstand erhöht.
Demzufolge misst ein magnetoresistiver Verschiebungs- oder Verlagerungssensor die relative Position der beiden Werkstücke dadurch, dass das erste Werkstück an einer magnetoresistiven Laminatstruktur befestigt wird, und das zweite Werkstück mit Mitteln zum Induzieren einer Domänenwand in einer ferromagnetisch relativ weichen Schicht dieser Laminatstruktur befestigt wird, und Messung des elektrischen Widerstands der Laminatstruktur als Funktion der relativen Positionen der beiden Werkstücke. Wie hierin verwendet sind Werkstücke Elemente, bei welchen eine relative Verschiebung oder Verlagerung mittels des erfindungsgemässen Sensors gemessen wird. Beispiele für Werkstücke im Sinne der hier verwendeten Bedeutung sind bearbeitete Teile mit Positionen, die mit grosser Genauigkeit und Präzision festgelegt sein müssen.
Die Fig. 4 bzw. 5 zeigen im Querschnitt und einer Draufsicht eine bevorzugte Ausführungsform 40 der Erfindung. Bei dieser Ausführungsform der Erfindung ist die Laminatstruktur 30 mit dem ersten Werkstück 38 verkoppelt, in Fig. 4 als Substrat dargestellt.
Die Schicht 34 mit dem fixierten magnetischen Zustand (d. h. die magnetisch härtere Schicht) ist über dem Substrat angeordnet, wobei die magnetischen Feldlinien in die Zeichenebene "hinein" verlaufen. Ueber und in Kontakt mit dieser Schicht 34 liegt die nichtmagnetische Metallpufferschicht 33. Ueber und in Kontakt mit dieser Pufferschicht 33 liegt die magnetisch weichere Schicht 32, vorzugsweise mit den magnetischen Feldlinien auf einer Seite 35 der Domänenwandung 37 "hinein" in die Zeichenebene und mit den magnetischen Feldlinien auf der anderen Seite 36 der Domänenwand 37 "heraus" aus der Zeichenebene. Eine übliche Konfiguration für 4 Proben verbindet die Laminatstruktur 30 mit einem Widerstandsmesser 50 (mit einer konstanten Stromquelle 52 und einem Spannungsmesser 54, parallel geschaltet), der den Arbeitsstrom liefert und den elektrischen Widerstand der Struktur 30 misst.
Wie in Fig. 6 dargestellt ist ein Paar Indexiermagneten 56, 58 mit vorzugsweise entgegengerichteten Magnetfeldern zum Induzieren der Domänenwand 37 in der weicheren magnetischen Schicht 32 angeordnet. Diese Magnete 56, 58 sind mit dem zweiten Werkstück (nicht dargestellt) gekoppelt. Diese Konfiguration der Magnete wird besonders bevorzugt, weil sie eine sehr gut definierte Domänenwand 37 in der weicheren magnetischen Schicht 32 bietet. Die Fachleute erkennen jedoch, dass zahlreiche Konfigurationen zum Induzieren einer Domänenwand bekannt sind. Bei der Auswahl eines speziellen Mittels zum Induzieren einer Domänenwand werden Fachleute die Minimalisierung der Hysterese und die Maximierung der Domänenwanddefinition nach bekannten Prinzipien des Ferromagnetismus berücksichtigen. Eine Minimalisierung der Hysterese in der Domänenwand wird zur Verbesserung der Zweiweggenauigkeit des Sensors bevorzugt.
Bevorzugte Werkstoffe für die härtere magnetische Schicht 34 sind u. a. ferromagnetisch harte Werkstoffe (z. B. Co, Fe und Legierungen hiervon) sowie antiferromagnetisch fixierte Werkstoffe. In gewissem Sinn sind antiferromagnetische Werkstoffe die magnetisch härtesten Werkstoffe, weil deren Gesamtmagnetfelder gegen aussenliegende Magnetfelder vollständig unempfindlich sind. Demzufolge gestattet die Verwendung einer antiferromagnetischen Schicht 81 zum Fixieren der magnetisch harten Schicht 34 die Verwendung eines relativ magnetisch harten Materials (z. B. Fe) für die magnetisch wei chere Schicht. Geeignete antiferromagnetische Materialien für das Fixieren umfassen FeMn und Legierungen der Seltenen Erden (z. B. TbFe).
Viele ferromagnetische Werkstoffe haben eine schlechte Streueffizienz, was zu einer geringen magnetischen Polarisierung führt. Vorzugsweise umfassen die Grenzregionen dieser Schicht 34, wie in Fig. 7 dargestellt, eine dünne Beschichtung 61 (eine Dicke von 1 bis 5 Atomschichten ist ausreichend) eines stark streuenden Elementes, wie Fe zur Verstärkung der magnetischen Polarisierung. Vorzugsweise hat die magnetisch härtere Schicht 34 eine Dicke zwischen etwa 50 Å und etwa 1000 Å. Andere Beispiele für magnetisch harte Werkstoffe sind in US Patent Nr. 4,402,770 (Koon) beschrieben.
Bevorzugte Werkstoffe für die magnetisch weichere Schicht 32 sind u. a. Ni, Fe, Permalloy, Co, und Kombinationen hiervon (wie Legierungen und Multischichtsandwiches). Allgemein gesprochen wird in magnetisch feindlichen Umgebungen vorzugsweise ein relativ magnetisch hartes Material für diese Schicht 32 verwendet, um Interferenzprobleme zu vermeiden. In Umgebungen, die magnetisch nicht feindlich sind, wird die Verwendung eines magnetischen Materials bevorzugt, bei welchem es leicht ist, eine gut definierte Domänenwand zu bilden. Vorzugsweise liegt die Dicke der magnetisch weicheren Schicht 32 zwischen etwa 50 Å und etwa 1000 Å. Andere Beispiele für magnetisch weiche Werkstoffe sind in US Patent Nr. 4,409,043 (Koon) beschrieben.
Fig. 7 zeigt ebenfalls eine andere Laminatstruktur 60 gemäss der vorliegenden Erfindung. Bei dieser mehrschichtigen Ausführungsform sind mehrere magnetisch weichere Schichten 32 und mehrere magnetisch harte Schichten 34 ineinandergeschoben (englisch: interlaced) und die magnetischen Schichten 32, 34 sind durch nichtmagnetische Pufferschichten 33 getrennt, stehen aber mit diesen in Kontakt. Diese mehrschichtige Ausführungsform bietet einen verstärkten dynamischen Bereich des Sensors, bis zur Grenze der Dicke T, die kleiner oder gleich der Spin-Relaxationsdistanz ist.
Bevorzugte Werkstoffe für die nichtmagnetische Pufferschicht 33 sind u. a. Cu, Pt, Ag, Au, und Kombinationen hiervon. Vorzugsweise hat die nichtmagnetische Pufferschicht eine Dicke zwischen etwa 50 Å und etwa 1000 Å.
Fachleute können erkennen, dass eine solche Konfiguration dieses Sensors 40 bevorzugt wird, dass der elektrische Widerstand um mehrere Grössenordnungen kleiner (typisch etwa um 9 Grössenordnungen kleiner) ist als der Widerstand des Spannungsmessers 54, sodass im wesentlichen der gesamte Strom aus der konstanten Stromquelle 52 durch die Laminatstruktur 30 hindurchgeht. Fachleute werden auch erkennen, dass für den Sensor eine Maximierung der Verstärkung (ΔR/R) bevorzugt ist.
Fig. 8 zeigt eine andere Laminatstruktur 70 gemäss der Erfindung. Bei dieser Ausführungsform der Erfindung ist die magnetisch härtere Schicht 34 die Oberschicht. Diese Schicht 34 bewirkt eine Spin-Polarisierung der eingeführten Träger. Die magnetisch weichere Schicht 32 ist die untere Schicht. Eine nichtmagnetische Pufferschicht 33 trennt die beiden magnetischen Schichten 32, 34, steht aber in Kontakt mit diesen. Da die Grenzfläche mit der magnetisch weicheren Schicht 32 die Streufläche bei dieser Ausführungsform bildet, kann ein dünner Film 61 aus einem Element mit hoher Streueffizienz zur Verstärkung der Streueffizienz vorgesehen werden.
Die Fig. 9 und 10 zeigen eine Ausführungsform der Erfindung, die als Winkelverlagerungssensor 80 wirkt. Bei dieser Ausführungsform der Erfindung hat eines der Werkstücke 38 eine Rotationsachse relativ zum zweiten Werkstück 39. Wie in Fig. 9 für diese Ausführungsform der Erfindung gezeigt, bildet der magnetoresistive Streifen 90 ein im wesentlichen bogenförmiges Teil mit einem praktisch auf dieser Rotationsachse liegenden Zentrum. Die magnetisch härtere Schicht ist ein offener Ring 34 mit einem fixierten magnetischen Zustand. Die magnetisch weichere Schicht ist ein offener Ring 32 mit einer Domänenwand 37, die durch ein oder mehrere Indexiermagneten (nicht dargestellt) induziert ist, welche die Bereiche 35, 36 von nicht ausgerichteten, vorzugsweise einander entgegengesetzten magnetischen Feldern trennt. Die zwei magnetischen Schichten sind wiederum durch eine nichtmagnetische Metallpufferschicht 33 getrennt, stehen aber in Kontakt mit dieser.
Gemäss Darstellung in Fig. 10 ist ein Paar Indexiermagnete 56, 58 vorzugsweise zur Induzierung einer Domänenwand 37 angeordnet, welche die Bereiche 35, 36 entgegenge setzter magnetischer Polarität trennt. Diese Indexiermagneten sind mit dem zweiten Werkstück 39 verkoppelt, das drehbar zur Bewegung, wie durch die Pfeile angedeutet, um die Rotationsachse befestigt ist, sodass die Winkelverlagerung der Domänenwand 37 der Winkelverlagerung des zweiten Werkstücks 39 folgt. Die Enden des weicheren magnetischen Rings 33 sind über eine übliche Vierprobenanordnung mit einem Spannungsmesser 54 und einer konstanten Stromquelle 52 in paralleler Schaltung verkoppelt. (Bem: Spannungsmesser oder Volt-Meter?)
Wie in Fig. 11 dargestellt, wird bei einer anderen bevorzugten Ausführungsform der Erfindung die Domänenwand 37 parallel zur Richtung des Stromflusses induziert. Bei dieser Ausführungsform der Erfindung sind die Indexiermagneten (nicht dargestellt) beweglich zur Induzierung einer Domänenwand parallel zur Richtung des Stromflusses in der Laminatstruktur angeordnet. Bei dieser Ausführungsform der Erfindung bestimmt die Position der Domänenwand den wirksamen Querschnitt des Leiters, wodurch der Widerstand über die laminare Struktur bestimmt wird.
Alle Ausführungsformen der Erfindung können auch als variabler Widerstand betrieben werden. Die Ausführung der vorliegenden Erfindung als variabler Widerstand umfasst die Positionierung des oder der Indexiermagneten, wodurch die Domänenwand in der magnetisch weicheren Schicht positioniert wird, wodurch ein gewünschter Widerstand an der laminaren Struktur erzeugt wird.
Im Licht der obigen Beschreibung sind natürlich zahlreiche Modifikationen und Abwandlungen der vorliegenden Erfindung möglich. Es versteht sich daher, dass die Erfindung anders als speziell beschrieben, aber im Rahmen der nachfolgenden Ansprüche durchgeführt werden kann.

Claims

1. Sensor zur Messung der Verschiebung oder Verlagerung zwischen einem ersten Werkstück und einem zweiten Werkstück mit:

Einem ultra-magnetoresistiven Streifen, der am ersten Werkstück befestigt ist, welcher magnetoresistive Streifen mindestens eine Laminatstruktur besitzt, wobei die Laminatstruktur eine erste ferromagnetisch oder antiferromagnetisch fixierte harte Schicht und eine zweite magnetische Schicht über der ersten ferromagnetisch oder antiferromagnetisch harten Schicht aufweist, wobei die zweite magnetische Schicht ein magnetisches weicheres Material enthält, als die erste Schicht, und einer zwischen der ersten und der zweiten Schicht angeordneten und diese berührenden leitfähigen Schicht, um im wesentlichen jede Austauschkopplung zwischen der ersten und der zweiten Schicht zu verhindern;

Induziermitteln zum Induzieren einer Domänenwand in einer Messstellenposition zwischen Bereichen magnetischer Felder in der zweiten magnetischen Schicht, wobei die magnetischen Felder nicht miteinander übereinstimmen und die Induziermittel am zweiten Werkstück befestigt sind; und

Messmitteln zur Messung des elektrischen Widerstandes zwischen Punkten auf dem magnetoresistiven Streifen, um die Position der Domänenwand und dadurch die Position des zweiten Werkstücks relativ zum ersten Werkstück zu messen.

2. Sensor nach Anspruch 1, bei dem die Induktionsmittel einen oder mehrere Indexiermagnet(e) aufweist bzw. ausweisen.

3. Sensor nach Anspruch 2, bei dem der oder die Indexiermagnet(e) mindestens zwei Indexiermagnete mit im wesentlichen entgegengesetzten magnetischen Momenten umfassen, die an entgegengesetzten Seiten des magnetoresistiven Streifens angeordnet sind, wobei die im wesentlichen entgegengesetzten magnetischen Momente in den einander gegenüber stehenden Indexiermagneten im wesentlichen senkrecht zu der Domänenwand gerichtet sind.

4. Sensor nach Anspruch 1, bei dem die Messmittel Mittel zur Stromleitung durch den magnetoresistiven Streifen und Mittel zur Messung der am magnetoresistiven Streifen anliegenden Spannung aufweisen.

5. Sensor nach Anspruch 1, bei dem die ferromagnetische oder antiferromagnetische Schicht mit festem magnetischem Zustand ein Metall gewählt aus der Gruppe bestehend aus Cr, Co, Fe, Ni, Mn und Legierungen hiervon enthält.

6. Sensor nach Anspruch 1, bei dem die ferromagnetische oder antiferromagnetische Schicht mit festem magnetischem Zustand ein antiferromagnetisches Metall enthält, das mit einem dünnen Film eines ferromagnetischen Metalls beschichtet ist.

7. Sensor nach Anspruch 1, bei dem die ein magnetisch weicheres Metall enthaltende Schicht ein Metall gewählt aus der Gruppe bestehend aus Fe, Co, Mn, Ni und Legierungen hiervon enthält.

8. Sensor nach Anspruch 1, bei dem der Sensor ein Linearverlagerungs- oder - verschiebungssensor ist und wobei der magnetoresistive Streifen ein im wesentlichen gerades Teil senkrecht zur Domänenwand bildet.

9. Sensor nach Anspruch 1, bei dem der Sensor ein Linearverlagerungs- oder - verschiebungssensor ist und wobei der magnetoresistive Streifen ein im wesentlichen gerades Teil parallel zur Domänenwand bildet.

10. Sensor nach Anspruch 1, bei dem der Sensor ein Winkelverlagerungs- oder - verschiebungssensor zur Messung der Drehung des zweiten Werkstücks relativ zum ersten Werkstück ist, wobei das zweite Werkstück zur Drehung um eine Rotationsachse relativ zum ersten Werkstück angeordnet ist, der magnetoresistive Streifen ein im we sentlichen bogenförmiges Teil mit einem im wesentlichen auf der Rotationsachse liegenden Mittelpunkt bildet und das Mittel zum Induzieren einer Domänenwand Mittel zum Induzieren einer Domänenwand im wesentlichen radial zu dem bogenförmigen Teil umfasst.

11. Sensor zur Messung der Verlagerung oder Verschiebung zwischen einem ersten Werkstück und einem zweiten Werkstück mit:

einem an dem ersten Werkstück befestigten ultra-magnetoresistiven Streifen mit mehreren ferromagnetisch oder antiferromagnetisch harten Schichten und abwechselnden magnetischen Schicht, die ein magnetisch weicheres Material enthalten, wobei jede der ferromagnetischen oder antiferromagnetischen und der das weichere Material enthaltenden Schichten sich mit zwischen den magnetischen Schichten angeordneten Schichten aus nichtmagnetischem Material in Kontakt befinden und durch diese getrennt sind, um im wesentlichen jede Austauschkopplung zwischen den magnetischen Schichten zu verhindern;

Mittel zum Induzieren von Domänenwänden an Messstellen zwischen Bereichen magnetischer Felder in den magnetisch weicheren Schichten, wobei die magnetischen Felder nicht zueinander ausgerichtet sind und die Induziermittel am zweiten Werkstück befestigt sind; und

Mitteln zur Messung des elektrischen Widerstandes zwischen Punkten auf dem magnetoresistiven Streifen, um die Position der Domänenwände und damit die Position des zweiten Werkstücks relativ zum ersten Werkstück zu messen.

12. Variabler Widerstand mit

einem ultra-magnetoresistiven Streifen, der mindestens eine Laminatstruktur besitzt, wobei die Laminatstruktur eine erste ferromagnetisch oder antiferromagnetisch fixierte harte Schicht mit einem festen Magnetzustand, eine zweite magnetische Schicht auf der ersten magnetischen Schicht und eine mit den magnetischen Schichten in Kontakt stehende und diese trennende nicht magnetische leitfähige Schicht aufweist, wobei die zweite magnetische Schicht ein magnetisch weicheres Material enthält, als die erste Schicht, und

Mittel zum Induzieren einer Domänenwand an einem ausgewählten Punkt zwischen Bereichen von nicht ausgerichtetem magnetischem Feld in der zweiten magnetischen Schicht, um dadurch den Widerstand des magnetoresistiven Streifens auf einem gewählten Wert festzulegen.