JP2924823B2 - 磁気センサ及び該センサを備えた磁気ヘッド - Google Patents
磁気センサ及び該センサを備えた磁気ヘッドInfo
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- JP2924823B2 JP2924823B2 JP8284014A JP28401496A JP2924823B2 JP 2924823 B2 JP2924823 B2 JP 2924823B2 JP 8284014 A JP8284014 A JP 8284014A JP 28401496 A JP28401496 A JP 28401496A JP 2924823 B2 JP2924823 B2 JP 2924823B2
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Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、磁気センサ及び該
センサを備えた磁気ヘッドに関する。
センサを備えた磁気ヘッドに関する。
【０００２】
【従来の技術】次世代の高密度磁気記録装置の実現に
は、微弱な磁場を検知する小形の磁気センサが不可欠で
ある。従来、広く利用されている磁気ディスク用磁気ヘ
ッド（誘導型磁気ヘッド）は、記録媒体からでる磁束を
コイルに導き、その磁束の変化率に比例してコイルに誘
導される起電力をもって磁束の検出を行ってきた。
は、微弱な磁場を検知する小形の磁気センサが不可欠で
ある。従来、広く利用されている磁気ディスク用磁気ヘ
ッド（誘導型磁気ヘッド）は、記録媒体からでる磁束を
コイルに導き、その磁束の変化率に比例してコイルに誘
導される起電力をもって磁束の検出を行ってきた。
【０００３】しかし、近年、磁気記録密度の増大に伴い
媒体から漏洩する磁界が減少するとともに、記録媒体の
小口径化・小型化により周速が減少したためにセンサが
感じる磁界の変化率も減少する傾向にある。したがっ
て、従来の方法を用いる限りこれ以上の高密度化は限界
に達している。
媒体から漏洩する磁界が減少するとともに、記録媒体の
小口径化・小型化により周速が減少したためにセンサが
感じる磁界の変化率も減少する傾向にある。したがっ
て、従来の方法を用いる限りこれ以上の高密度化は限界
に達している。
【０００４】そこで、従来の磁気ヘッドに代わるものと
して、誘導型磁気ヘッドに比べて弱磁場でも高い感度が
得られる金属や合金の磁気抵抗効果（ＭＲ効果）を利用
したＭＲヘッドが現在もっとも有望視されている。
して、誘導型磁気ヘッドに比べて弱磁場でも高い感度が
得られる金属や合金の磁気抵抗効果（ＭＲ効果）を利用
したＭＲヘッドが現在もっとも有望視されている。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、ＭＲヘ
ッドは現在既に一部の磁気ディスク装置に応用され始め
てはいるが、その性能は、今後ますます厳しくなる高密
度記録の要請に応えられるものではない。
ッドは現在既に一部の磁気ディスク装置に応用され始め
てはいるが、その性能は、今後ますます厳しくなる高密
度記録の要請に応えられるものではない。
【０００６】その原因は、現在、磁気ディスク装置の小
型化・大容量化により記録媒体から洩れ出る磁界はます
ます小さくなる傾向にあり、近い将来は、より高い磁気
感度を有するＭＲヘッドをもってしても、検出すべき磁
界が現在のセンサの検出限界に達してしまうことが確実
視されているためである。
型化・大容量化により記録媒体から洩れ出る磁界はます
ます小さくなる傾向にあり、近い将来は、より高い磁気
感度を有するＭＲヘッドをもってしても、検出すべき磁
界が現在のセンサの検出限界に達してしまうことが確実
視されているためである。
【０００７】そこで本発明の目的は、上記の事情に鑑
み、現在のＭＲヘッドよりもさらに高い磁気感度を有す
る磁気センサ及び該センサを備えた磁気ヘッドを提供す
ることである。
み、現在のＭＲヘッドよりもさらに高い磁気感度を有す
る磁気センサ及び該センサを備えた磁気ヘッドを提供す
ることである。
【０００８】
【課題を解決するための手段】本発明者らは、上記の目
的を達成するために種々の検討を重ねた結果、本発明を
完成した。
的を達成するために種々の検討を重ねた結果、本発明を
完成した。
【０００９】第１の発明は、ほとんど完全にスピン偏極
した材料によって第１の領域と第２の領域を形成し、こ
れらの領域間の電気抵抗が、前記第１の領域および第２
の領域のそれぞれの伝導電子のスピンの向きの相対関係
により変化する現象を利用することを特徴とする磁気セ
ンサに関する。
した材料によって第１の領域と第２の領域を形成し、こ
れらの領域間の電気抵抗が、前記第１の領域および第２
の領域のそれぞれの伝導電子のスピンの向きの相対関係
により変化する現象を利用することを特徴とする磁気セ
ンサに関する。
【００１０】第２の発明は、第１の領域と第２の領域と
の間に、２つの領域の自発磁化の向きを独立に変化させ
ることを可能にする遷移領域を設けた第１の発明の磁気
センサに関する。
の間に、２つの領域の自発磁化の向きを独立に変化させ
ることを可能にする遷移領域を設けた第１の発明の磁気
センサに関する。
【００１１】第３の発明は、第１の領域および第２の領
域が同一平面内に同じ物質で形成され、それらの領域間
に、それらの領域と同じ物質からなる狭小部を有する第
１又は第２の発明の磁気センサに関する。
域が同一平面内に同じ物質で形成され、それらの領域間
に、それらの領域と同じ物質からなる狭小部を有する第
１又は第２の発明の磁気センサに関する。
【００１２】第４の発明は、第１の領域および第２の領
域が同一平面内に同じ物質で形成され、それらの領域間
に、強磁性体ではない材料からなる狭小部を有する第１
又は第２の発明の磁気センサに関する。
域が同一平面内に同じ物質で形成され、それらの領域間
に、強磁性体ではない材料からなる狭小部を有する第１
又は第２の発明の磁気センサに関する。
【００１３】第５の発明は、第１の領域および第２の領
域の一方の領域上に強磁性体もしくは反強磁性体からな
る磁化固定層を設けた第３又は第４の発明の磁気センサ
に関する。
域の一方の領域上に強磁性体もしくは反強磁性体からな
る磁化固定層を設けた第３又は第４の発明の磁気センサ
に関する。
【００１４】第６の発明は、第１の領域および第２の領
域が、保磁力に差が生じるように互いに異なる形状にさ
れた第３又は第４の発明の磁気センサに関する。
域が、保磁力に差が生じるように互いに異なる形状にさ
れた第３又は第４の発明の磁気センサに関する。
【００１５】第７の発明は、第１の領域および第２の領
域が、同一温度での保磁力が互いに異なる材料でそれぞ
れ形成され、これらの領域が積層された構成を有する第
１又は第２の発明の磁気センサに関する。
域が、同一温度での保磁力が互いに異なる材料でそれぞ
れ形成され、これらの領域が積層された構成を有する第
１又は第２の発明の磁気センサに関する。
【００１６】第８の発明は、ほとんど完全にスピン偏極
した材料で第１の領域を形成し、通常の強磁性体材料で
第２の領域を形成し、これらの領域間の電気抵抗が、前
記第１の領域および第２の領域のそれぞれの伝導電子の
スピンの向きの相対関係により変化する現象を利用する
ことを特徴とする磁気センサに関する。
した材料で第１の領域を形成し、通常の強磁性体材料で
第２の領域を形成し、これらの領域間の電気抵抗が、前
記第１の領域および第２の領域のそれぞれの伝導電子の
スピンの向きの相対関係により変化する現象を利用する
ことを特徴とする磁気センサに関する。
【００１７】第９の発明は、ほとんど完全にスピン偏極
した材料が、ペロブスカイト構造を有する強磁性酸化物 Ｌ1-xＡxＭＯ3 （Ｌは少なくとも１種類のランタノイド元素、ＡはＣ
ａ、Ｓｒ及びＢａから選ばれる少なくとも１種類の金
属、ＭはＭｎ単独、あるいは３ｄ、４ｄ及び５ｄ遷移金
属の中から選ばれる少なくとも１種類の金属とＭｎとか
らなる金属、０．０１≦ｘ≦０．５）である第１〜第８
のいずれかの発明の磁気センサに関する。
した材料が、ペロブスカイト構造を有する強磁性酸化物 Ｌ1-xＡxＭＯ3 （Ｌは少なくとも１種類のランタノイド元素、ＡはＣ
ａ、Ｓｒ及びＢａから選ばれる少なくとも１種類の金
属、ＭはＭｎ単独、あるいは３ｄ、４ｄ及び５ｄ遷移金
属の中から選ばれる少なくとも１種類の金属とＭｎとか
らなる金属、０．０１≦ｘ≦０．５）である第１〜第８
のいずれかの発明の磁気センサに関する。
【００１８】第１０の発明は、ほとんど完全にスピン偏
極した材料が、ペロブスカイト構造を有する強磁性酸化
物 Ｌａ1-xＡxＭｎＯ3 （ＡはＣａ、Ｓｒ及びＢａから選ばれる少なくとも１種
類の金属、０．０１≦ｘ≦０．５）である第１〜第８の
いずれかの発明の磁気センサに関する。
極した材料が、ペロブスカイト構造を有する強磁性酸化
物 Ｌａ1-xＡxＭｎＯ3 （ＡはＣａ、Ｓｒ及びＢａから選ばれる少なくとも１種
類の金属、０．０１≦ｘ≦０．５）である第１〜第８の
いずれかの発明の磁気センサに関する。
【００１９】第１１の発明は、ほとんど完全にスピン偏
極した材料が、パイロクロア構造を有する強磁性酸化物 Ｄ2Ｍ2Ｏ7 （ＤはＴｌ、Ｉｎ、Ｂｉ、Ｐｂ、Ｉｒ及びランタノイド
元素の中から選ばれる少なくとも１種類の金属、Ｍは３
ｄ、４ｄ及び５ｄ遷移金属の中から選ばれる少なくとも
１種類の金属）である第１〜第８のいずれかの発明の磁
気センサに関する。
極した材料が、パイロクロア構造を有する強磁性酸化物 Ｄ2Ｍ2Ｏ7 （ＤはＴｌ、Ｉｎ、Ｂｉ、Ｐｂ、Ｉｒ及びランタノイド
元素の中から選ばれる少なくとも１種類の金属、Ｍは３
ｄ、４ｄ及び５ｄ遷移金属の中から選ばれる少なくとも
１種類の金属）である第１〜第８のいずれかの発明の磁
気センサに関する。
【００２０】第１２の発明は、ほとんど完全にスピン偏
極した材料が、パイロクロア構造を有する強磁性酸化物 （Ｔｌ1-xＩｎx）2Ｍｎ2Ｏ7 （０≦ｘ≦１）である第１〜第８のいずれかの発明の磁
気センサに関する。
極した材料が、パイロクロア構造を有する強磁性酸化物 （Ｔｌ1-xＩｎx）2Ｍｎ2Ｏ7 （０≦ｘ≦１）である第１〜第８のいずれかの発明の磁
気センサに関する。
【００２１】第１３の発明は、ほとんど完全にスピン偏
極した材料が、ペロブスカイト類縁層状構造を有する強
磁性酸化物 ＥxＲy+1ＭyＯz （ＥはＴｌ、Ｂｉ、Ｐｂ及びＨｇから選ばれる少なくと
も１種類の金属、ＲはIIＡ族およびランタノイド元素の
中から選ばれる少なくとも１種類の金属、ＭはＭｎ単
独、あるいは３ｄ、４ｄ及び５ｄ遷移金属の中から選ば
れる少なくとも１種類の金属とＭｎとからなる金属、ｘ
は１又は２、１≦ｙ≦４、ｚは任意の数）である第１〜
第８のいずれかの発明の磁気センサに関する。
極した材料が、ペロブスカイト類縁層状構造を有する強
磁性酸化物 ＥxＲy+1ＭyＯz （ＥはＴｌ、Ｂｉ、Ｐｂ及びＨｇから選ばれる少なくと
も１種類の金属、ＲはIIＡ族およびランタノイド元素の
中から選ばれる少なくとも１種類の金属、ＭはＭｎ単
独、あるいは３ｄ、４ｄ及び５ｄ遷移金属の中から選ば
れる少なくとも１種類の金属とＭｎとからなる金属、ｘ
は１又は２、１≦ｙ≦４、ｚは任意の数）である第１〜
第８のいずれかの発明の磁気センサに関する。
【００２２】第１４の発明は、第１３の発明の強磁性酸
化物においてＭがマンガン（Ｍｎ）である第１３の発明
の磁気センサに関する。
化物においてＭがマンガン（Ｍｎ）である第１３の発明
の磁気センサに関する。
【００２３】第１５の発明は、第１の領域および第２の
領域を形成するそれぞれの材料が、上記第９〜第１４の
発明の強磁性酸化物の中から選ばれる材料である第１〜
第７のいずれかの発明の磁気センサに関する。
領域を形成するそれぞれの材料が、上記第９〜第１４の
発明の強磁性酸化物の中から選ばれる材料である第１〜
第７のいずれかの発明の磁気センサに関する。
【００２４】第１６の発明は、第１〜第１５のいずれか
の発明の磁気センサを、より高い磁気感度を実現できる
ように複数個直列につないだ磁気センサに関する。
の発明の磁気センサを、より高い磁気感度を実現できる
ように複数個直列につないだ磁気センサに関する。
【００２５】第１７の発明は、第１〜第１６のいずれか
の発明の磁気センサを備えた磁気ヘッドに関する。
の発明の磁気センサを備えた磁気ヘッドに関する。
【００２６】
【発明の実施の形態】以下、本発明を図面を用いて詳細
に説明する。
に説明する。
【００２７】図１（ａ）に、本発明の磁気センサの第１
の実施の形態の１例を示す（基板および電極は省略）。
基板上に、第１の領域（Ｐ部（１））及び第２の領域
（Ｄ部（２））が形成され、これらの間に、２つの領域
の自発磁化の向きを独立に変化させることを可能にする
遷移領域（Ｎ部（３））が設けられている。このような
第１の領域および第２の領域には、通電できるようにそ
れぞれ電極が設けられる。
の実施の形態の１例を示す（基板および電極は省略）。
基板上に、第１の領域（Ｐ部（１））及び第２の領域
（Ｄ部（２））が形成され、これらの間に、２つの領域
の自発磁化の向きを独立に変化させることを可能にする
遷移領域（Ｎ部（３））が設けられている。このような
第１の領域および第２の領域には、通電できるようにそ
れぞれ電極が設けられる。
【００２８】第１の領域および第２の領域は、ほとんど
完全に偏極した材料（以下「偏極材料」という。）によ
って形成する。前記の材料が好ましいものとして用いら
れ、この偏極材料の偏極の程度は、完全偏極が最も好ま
しく、完全偏極に近い程好ましいが、本発明の効果を発
揮しうる程度に偏極していればよい。
完全に偏極した材料（以下「偏極材料」という。）によ
って形成する。前記の材料が好ましいものとして用いら
れ、この偏極材料の偏極の程度は、完全偏極が最も好ま
しく、完全偏極に近い程好ましいが、本発明の効果を発
揮しうる程度に偏極していればよい。
【００２９】偏極材料は、第１の領域と第２の領域とが
同じであっても異なっていてもよい。異なる物質を用い
る場合には、２つの物質の保磁力の差が大きくなるよう
な材料の組み合わせを選択する。これは、測定可能な磁
場がこの相異なる２つの保磁力の間の値のものに限られ
るためであり、すなわち第１の領域と第２の領域の保磁
力の差が大きくなればなるほど測定可能な磁場の範囲が
広がるためである。
同じであっても異なっていてもよい。異なる物質を用い
る場合には、２つの物質の保磁力の差が大きくなるよう
な材料の組み合わせを選択する。これは、測定可能な磁
場がこの相異なる２つの保磁力の間の値のものに限られ
るためであり、すなわち第１の領域と第２の領域の保磁
力の差が大きくなればなるほど測定可能な磁場の範囲が
広がるためである。
【００３０】第１の領域と第２の領域の材料が同じ物質
である場合は、一方の領域上に磁化固定層を設けること
によって、又はこれらの領域の形状を異なるものとして
形状異方性の差を設け、形状異方性効果を利用すること
によって、保磁力に差をつける。なお、形状異方性の差
が大きいほど測定可能な磁場の範囲が広くなる。
である場合は、一方の領域上に磁化固定層を設けること
によって、又はこれらの領域の形状を異なるものとして
形状異方性の差を設け、形状異方性効果を利用すること
によって、保磁力に差をつける。なお、形状異方性の差
が大きいほど測定可能な磁場の範囲が広くなる。
【００３１】異なる形状としては、例えば、第１の領域
を、形状異方性の大きい細い棒状（長辺方向に磁化しや
すい。）にし、第２の領域を、形状異方性のない円形
（平面上では磁化の向きやすい方向がない。）にするこ
とにより、微弱な磁場では第２の領域の磁化の向きだけ
が変化するようになり、センサとして作動する。
を、形状異方性の大きい細い棒状（長辺方向に磁化しや
すい。）にし、第２の領域を、形状異方性のない円形
（平面上では磁化の向きやすい方向がない。）にするこ
とにより、微弱な磁場では第２の領域の磁化の向きだけ
が変化するようになり、センサとして作動する。
【００３２】Ｎ部（３）は、Ｐ部（１）とＤ部（２）と
の間に磁壁が形成され固定されるように、狭小に形成す
る。このＮ部の材料は、Ｐ部およびＤ部と同様な材料で
あってもよいし、異なる材料であってもよい。異なる材
料としては、導電材料であっても絶縁材料であってもよ
いが、強磁性体ではない材料が好ましい。強磁性体では
ない材料としては、反強磁性体材料、常磁性体材料、非
磁性体材料が挙げられる。
の間に磁壁が形成され固定されるように、狭小に形成す
る。このＮ部の材料は、Ｐ部およびＤ部と同様な材料で
あってもよいし、異なる材料であってもよい。異なる材
料としては、導電材料であっても絶縁材料であってもよ
いが、強磁性体ではない材料が好ましい。強磁性体では
ない材料としては、反強磁性体材料、常磁性体材料、非
磁性体材料が挙げられる。
【００３３】Ｎ部の材料がＰ部およびＤ部と同じ場合
は、図１（ａ）のように一体にパターン加工することが
できる。一方、Ｎ部の材料がＰ部およびＤ部と異なる場
合は、図１（ｂ）のようにＰ部とＤ部との間にギャップ
（４）を設け、このギャップに強磁性体ではない材料で
Ｎ部を形成することができる。
は、図１（ａ）のように一体にパターン加工することが
できる。一方、Ｎ部の材料がＰ部およびＤ部と異なる場
合は、図１（ｂ）のようにＰ部とＤ部との間にギャップ
（４）を設け、このギャップに強磁性体ではない材料で
Ｎ部を形成することができる。
【００３４】第１の領域および第２の領域は、両方の領
域をほとんど完全にスピン偏極した材料で形成してもよ
いし、一方の領域をほとんど完全にスピン偏極した材料
で形成し、他方の領域を鉄やパーマロイ等の通常の強磁
性体材料で形成してもよい。一方の領域を通常の強磁性
体材料で形成する場合は、両方の領域をほとんど完全に
スピン偏極した材料で形成する場合と比較して、磁気感
度が低い場合があるが、それでも十分な磁気感度が得ら
れる。さらに、鉄やパーマロイ等の通常の強磁性体材料
の保磁力は、一般にペロブスカイト等のほとんど完全に
スピン偏極した材料よりも大きいため、自然に保磁力の
差が生じ、そのため、磁化固定層などを設けたり、２つ
の異なる酸化物材料を選定したりしなくても十分な磁気
感度を有する磁気センサ及び磁気ヘッドを作製すること
ができる。
域をほとんど完全にスピン偏極した材料で形成してもよ
いし、一方の領域をほとんど完全にスピン偏極した材料
で形成し、他方の領域を鉄やパーマロイ等の通常の強磁
性体材料で形成してもよい。一方の領域を通常の強磁性
体材料で形成する場合は、両方の領域をほとんど完全に
スピン偏極した材料で形成する場合と比較して、磁気感
度が低い場合があるが、それでも十分な磁気感度が得ら
れる。さらに、鉄やパーマロイ等の通常の強磁性体材料
の保磁力は、一般にペロブスカイト等のほとんど完全に
スピン偏極した材料よりも大きいため、自然に保磁力の
差が生じ、そのため、磁化固定層などを設けたり、２つ
の異なる酸化物材料を選定したりしなくても十分な磁気
感度を有する磁気センサ及び磁気ヘッドを作製すること
ができる。
【００３５】次に、図２に本発明の磁気センサの第２の
実施の形態の１例を示す。基板（６）上に、Ｐ部
（１）、Ｎ部（３）及びＤ部（２）が電極（５）ととも
に積層された構成をとっている。積層構造以外は、上記
第１の実施の形態と同様である。
実施の形態の１例を示す。基板（６）上に、Ｐ部
（１）、Ｎ部（３）及びＤ部（２）が電極（５）ととも
に積層された構成をとっている。積層構造以外は、上記
第１の実施の形態と同様である。
【００３６】以上に説明した磁気センサは、複数個直列
につなぐことにより、より高い磁気感度を実現すること
が可能になる。
につなぐことにより、より高い磁気感度を実現すること
が可能になる。
【００３７】図３に、完全スピン偏極物質と通常の強磁
性金属の電子のエネルギー状態（概念図）を示す。図
中、矢印はスピンの方向を示し、斜線部は電子に占有さ
れている領域を示す。
性金属の電子のエネルギー状態（概念図）を示す。図
中、矢印はスピンの方向を示し、斜線部は電子に占有さ
れている領域を示す。
【００３８】完全スピン偏極物質（図３（ａ））では、
一方向のスピンのバンドのみが電子に占有され、他方向
のスピンのバンドは完全に空であり、一方向のスピンを
持つ電子だけがフェルミ面を形成している。このフェル
ミ面付近の電子が主に伝導に寄与する。これに対し、通
常の強磁性金属（図３（ｂ）では、両方のスピンのバン
ドがともに電子に占有され、フェルミ面も両方のスピン
のバンドに存在する。
一方向のスピンのバンドのみが電子に占有され、他方向
のスピンのバンドは完全に空であり、一方向のスピンを
持つ電子だけがフェルミ面を形成している。このフェル
ミ面付近の電子が主に伝導に寄与する。これに対し、通
常の強磁性金属（図３（ｂ）では、両方のスピンのバン
ドがともに電子に占有され、フェルミ面も両方のスピン
のバンドに存在する。
【００３９】図４に、本発明の磁気センサにおいて、Ｐ
部からＤ部へ電子を注入したときの電子のエネルギー状
態を示す。図４（ａ）はセンサのＰ部とＤ部の自発磁化
によるスピンの向きが同じ場合を示し、図４（ｂ）は逆
向きの場合を示す。なお、図中の矢印はスピンの方向を
示し、斜線部は電子に占有されている領域を示す。
部からＤ部へ電子を注入したときの電子のエネルギー状
態を示す。図４（ａ）はセンサのＰ部とＤ部の自発磁化
によるスピンの向きが同じ場合を示し、図４（ｂ）は逆
向きの場合を示す。なお、図中の矢印はスピンの方向を
示し、斜線部は電子に占有されている領域を示す。
【００４０】磁気センサのＰ部から注入されＰ−Ｎの境
界を越えてＮ部に流れ込む電子は、スピン偏極している
ため、Ｎ部内では、上下それぞれのスピン方向を有する
電子の密度が熱平衡からズレた状態となる。ここで、図
４（ａ）に示すように、Ｄ部の自発磁化がＰ部と同方向
である場合は、Ｐ部からＮ部に注入された電子がそのま
まＤ部に流れ込めるため電位差はほとんど発生しない。
しかし、Ｄ部がＰ部とは逆向きに磁化している場合は、
図４（ｂ）中のＶsに相当する電位差が発生することに
なる。
界を越えてＮ部に流れ込む電子は、スピン偏極している
ため、Ｎ部内では、上下それぞれのスピン方向を有する
電子の密度が熱平衡からズレた状態となる。ここで、図
４（ａ）に示すように、Ｄ部の自発磁化がＰ部と同方向
である場合は、Ｐ部からＮ部に注入された電子がそのま
まＤ部に流れ込めるため電位差はほとんど発生しない。
しかし、Ｄ部がＰ部とは逆向きに磁化している場合は、
図４（ｂ）中のＶsに相当する電位差が発生することに
なる。
【００４１】本発明の磁気センサとしての動作は、Ｐ部
およびＤ部を構成する部材の保磁力や形状効果等の差を
利用して、Ｐ部またはＤ部の一方のみの磁化の向きを反
転させ、磁場があるときと無いときとの電位差の違い
（Ｖs）を測定することによって行う。
およびＤ部を構成する部材の保磁力や形状効果等の差を
利用して、Ｐ部またはＤ部の一方のみの磁化の向きを反
転させ、磁場があるときと無いときとの電位差の違い
（Ｖs）を測定することによって行う。
【００４２】
【実施例】以下、本発明を実施例によりさらに説明する
が、本発明はこれらに限定するものではない。
が、本発明はこれらに限定するものではない。
【００４３】実施例１ 厚さ１μｍのＬａ0.7Ｓｒ0.3ＭｎＯ3からなる薄膜をレ
ーザーアブレーション法によりＳｒＴｉＯ3基板上に作
製した。得られた薄膜にレジストを塗布し、図１（ｂ）
に示すようなギャップ（４）（ｔG＝約０．１μｍ）を
有するパターンだけを残すように電子ビーム描画装置に
より描画・露光した。レジスト現像後、イオンミリング
により薄膜を切断し、膜の素子パターンを得た。次い
で、膜の素子パターン全体の上に金を１μｍの厚さで蒸
着し、上記と同様にしてレジストの塗布、電子ビーム描
画を行い、Ｎ部の金のパターンを上記ギャップ部に露光
した。レジスト現像後、ギャップ部以外の部分の金をイ
オンミリングにより取り除き、図１（ａ）に示すような
Ｐ−Ｎ−Ｄの接合を形成した。Ｐ−Ｎ−Ｄの接合界面の
面積はいずれも１μｍ角とし、Ｎ部（３）の長さ
（ｔN）は約０．１μｍとした。
ーザーアブレーション法によりＳｒＴｉＯ3基板上に作
製した。得られた薄膜にレジストを塗布し、図１（ｂ）
に示すようなギャップ（４）（ｔG＝約０．１μｍ）を
有するパターンだけを残すように電子ビーム描画装置に
より描画・露光した。レジスト現像後、イオンミリング
により薄膜を切断し、膜の素子パターンを得た。次い
で、膜の素子パターン全体の上に金を１μｍの厚さで蒸
着し、上記と同様にしてレジストの塗布、電子ビーム描
画を行い、Ｎ部の金のパターンを上記ギャップ部に露光
した。レジスト現像後、ギャップ部以外の部分の金をイ
オンミリングにより取り除き、図１（ａ）に示すような
Ｐ−Ｎ−Ｄの接合を形成した。Ｐ−Ｎ−Ｄの接合界面の
面積はいずれも１μｍ角とし、Ｎ部（３）の長さ
（ｔN）は約０．１μｍとした。
【００４４】再びレジストを塗布し、Ｄ部の上のレジス
トが無くなるようなパターンを描画し現像した後、磁化
固定層としての鉄の薄膜を蒸着した。Ｄ部上以外の鉄
は、レジストと共にアセトン中の超音波洗浄で除去し
た。
トが無くなるようなパターンを描画し現像した後、磁化
固定層としての鉄の薄膜を蒸着した。Ｄ部上以外の鉄
は、レジストと共にアセトン中の超音波洗浄で除去し
た。
【００４５】最後にもう一度レジストを塗布し、測定用
の金電極パターンを鉄薄膜のパターン形成と同様にして
形成し、スパッタリング法によりＰ部及びＤ部にそれぞ
れ金電極を形成した（図１（ｃ））。
の金電極パターンを鉄薄膜のパターン形成と同様にして
形成し、スパッタリング法によりＰ部及びＤ部にそれぞ
れ金電極を形成した（図１（ｃ））。
【００４６】以上のようにして作製した磁気センサ（素
子）を、始めに電流方向と直交した方向に１ｋＧの磁場
をかけてＰ部、Ｄ部及びＦｅ薄膜の磁化の方向をそろえ
た後、外部磁界を０にした。このとき、磁気センサの抵
抗値は約５Ωであった。
子）を、始めに電流方向と直交した方向に１ｋＧの磁場
をかけてＰ部、Ｄ部及びＦｅ薄膜の磁化の方向をそろえ
た後、外部磁界を０にした。このとき、磁気センサの抵
抗値は約５Ωであった。
【００４７】その後、Ｐ−Ｄ間に電流を流しながら上記
と逆方向に磁場を加えていくと、５０Ｇ付近で磁気セン
サの抵抗は急激に増大し１０Ωとなった。この磁界領域
で抵抗が増大するのは、Ｐ部の磁化は外部磁界によって
完全に反転しているのに対し、保磁力の強い鉄膜に接し
ているＤ部の磁化は元の向きのままであり、Ｐ−Ｄ間の
磁化の向きが反平行であることから、電位差（Ｖs）が
発生しているためである（図４（ｂ）参照）。本実施例
では、抵抗の増加率（低抵抗時を基準とした増加分）は
１００％であり、磁気感度として２％／Ｇが得られたこ
とになる。
と逆方向に磁場を加えていくと、５０Ｇ付近で磁気セン
サの抵抗は急激に増大し１０Ωとなった。この磁界領域
で抵抗が増大するのは、Ｐ部の磁化は外部磁界によって
完全に反転しているのに対し、保磁力の強い鉄膜に接し
ているＤ部の磁化は元の向きのままであり、Ｐ−Ｄ間の
磁化の向きが反平行であることから、電位差（Ｖs）が
発生しているためである（図４（ｂ）参照）。本実施例
では、抵抗の増加率（低抵抗時を基準とした増加分）は
１００％であり、磁気感度として２％／Ｇが得られたこ
とになる。
【００４８】なお、磁化固定層としての鉄薄膜を、Ｄ部
上ではなく、Ｐ部上に設けた場合もセンサの動作特性は
同様であった。
上ではなく、Ｐ部上に設けた場合もセンサの動作特性は
同様であった。
【００４９】実施例２ 実施例１と同様にして、Ｔｌ2Ｍｎ2Ｏ7薄膜をレーザー
アブレーション法により形成した後、パターン加工し磁
気センサを作製した。但し、磁化固定層としての鉄薄膜
を設ける代わりに、Ｄ部の幅（ｔD）をＰ部の幅（ｔP）
の５倍以上とし、形状異方性効果により電流方向と直交
した方向の保磁力に差をつけた。
アブレーション法により形成した後、パターン加工し磁
気センサを作製した。但し、磁化固定層としての鉄薄膜
を設ける代わりに、Ｄ部の幅（ｔD）をＰ部の幅（ｔP）
の５倍以上とし、形状異方性効果により電流方向と直交
した方向の保磁力に差をつけた。
【００５０】以上のようにして作製した磁気センサを、
電流方向と直交した方向に１ｋＧの磁場をかけて磁化の
方向をそろえた。
電流方向と直交した方向に１ｋＧの磁場をかけて磁化の
方向をそろえた。
【００５１】実施例１と同様に、磁化と逆方向に磁場を
徐々に加えていくと、４０Ｇ付近でＰ部の磁化のみが反
転し、磁気センサの抵抗の増大が確認された。このとき
の抵抗の増加率は１２０％であった。
徐々に加えていくと、４０Ｇ付近でＰ部の磁化のみが反
転し、磁気センサの抵抗の増大が確認された。このとき
の抵抗の増加率は１２０％であった。
【００５２】実施例３ 実施例１と同様にして、ＴｌＩｎＭｎ2Ｏ7からなる薄膜
をレーザーアブレーション法により形成した後、図１
（ａ）に示すパターンに加工し磁気センサを作製した。
ここで、本実施例のＮ部（３）は、Ｄ部およびＰ部と同
一材料であり、パターン加工時に同時に形成される。そ
のためＰ部とＤ部の両極は完全に分離していないが、両
極の磁化が逆向きの場合、磁壁の生成によるエネルギー
を最小にする要請から、このＮ部に磁壁が発生する。
をレーザーアブレーション法により形成した後、図１
（ａ）に示すパターンに加工し磁気センサを作製した。
ここで、本実施例のＮ部（３）は、Ｄ部およびＰ部と同
一材料であり、パターン加工時に同時に形成される。そ
のためＰ部とＤ部の両極は完全に分離していないが、両
極の磁化が逆向きの場合、磁壁の生成によるエネルギー
を最小にする要請から、このＮ部に磁壁が発生する。
【００５３】実施例１と同様な動作特性試験を行った結
果、磁気センサの抵抗の変化は、外部磁界８０Ｇ付近で
起こり、その時の抵抗変化率は１００％であった。
果、磁気センサの抵抗の変化は、外部磁界８０Ｇ付近で
起こり、その時の抵抗変化率は１００％であった。
【００５４】実施例４ スパッタリングとレーザーアブレーション法により、図
２に示す積層構造の磁気センサを作製した。１及び２は
それぞれＰ部およびＤ部であり、３は金からなるＮ部で
ある。これらは、平面部のサイズを１μｍ角とし、Ｐ及
びＤ部の厚さを１μｍ、Ｎ部の厚さを０．５μｍとし
た。５は金からなる電極であり、６は基板である。
２に示す積層構造の磁気センサを作製した。１及び２は
それぞれＰ部およびＤ部であり、３は金からなるＮ部で
ある。これらは、平面部のサイズを１μｍ角とし、Ｐ及
びＤ部の厚さを１μｍ、Ｎ部の厚さを０．５μｍとし
た。５は金からなる電極であり、６は基板である。
【００５５】Ｐ部はＮｄ0.7Ｓｒ0.3ＭｎＯ3なる化合物
で形成し、Ｄ部はＰ部よりもキュリー温度の高いＳｍ
0.65Ｓｒ0.35ＭｎＯ3なる化合物で形成した。そのた
め、同一温度での保磁力はＤ部の方が大きく、両極の保
磁力の中間の値を有する磁場を加えることによって、Ｐ
部の磁化だけを反転させることができた。
で形成し、Ｄ部はＰ部よりもキュリー温度の高いＳｍ
0.65Ｓｒ0.35ＭｎＯ3なる化合物で形成した。そのた
め、同一温度での保磁力はＤ部の方が大きく、両極の保
磁力の中間の値を有する磁場を加えることによって、Ｐ
部の磁化だけを反転させることができた。
【００５６】初期の磁化方向を基板面と平行にして実施
例１と同様な動作特性試験を行った結果、磁気センサの
抵抗の変化は８０Ｇ付近で起こり、その時の抵抗変化率
は２００％であった。
例１と同様な動作特性試験を行った結果、磁気センサの
抵抗の変化は８０Ｇ付近で起こり、その時の抵抗変化率
は２００％であった。
【００５７】実施例５ Ｐ部をＨｇＳｒ2ＬａＭｎ2Ｏ8なる化合物で形成し、Ｄ
部をＰｂＳｒ3Ｍｎ2Ｏ8なる化合物で形成した以外は、
実施例４と同様にして積層型の磁気センサを作製した。
部をＰｂＳｒ3Ｍｎ2Ｏ8なる化合物で形成した以外は、
実施例４と同様にして積層型の磁気センサを作製した。
【００５８】初期の磁化方向を基板面と平行にして実施
例１と同様な動作特性試験を行った結果、磁気センサの
抵抗の変化は７０Ｇ付近で起こり、その時の抵抗変化率
は１５０％であった。
例１と同様な動作特性試験を行った結果、磁気センサの
抵抗の変化は７０Ｇ付近で起こり、その時の抵抗変化率
は１５０％であった。
【００５９】実施例６ Ｐ部を（Ｔｌ0.7Ｙ0.3）2（Ｍｎ0.9Ｆｅ0.1）2Ｏ7なる
化合物で形成し、Ｄ部を（Ｔｌ0.7Ｐｂ0.3）2Ｍｎ2Ｏ7
なる化合物で形成した以外は、実施例４と同様にして積
層型の磁気センサを作製した。
化合物で形成し、Ｄ部を（Ｔｌ0.7Ｐｂ0.3）2Ｍｎ2Ｏ7
なる化合物で形成した以外は、実施例４と同様にして積
層型の磁気センサを作製した。
【００６０】初期の磁化方向を基板面と平行にして実施
例１と同様な動作特性試験を行った結果、磁気センサの
抵抗の変化は５５Ｇ付近で起こり、その時の抵抗変化率
は１００％であった。
例１と同様な動作特性試験を行った結果、磁気センサの
抵抗の変化は５５Ｇ付近で起こり、その時の抵抗変化率
は１００％であった。
【００６１】実施例７ Ｎ部をｎ型ヘビードープのＳｉで形成し、Ｐ部をＬａ
0.8Ｃａ0.2Ｍｎ0.9Ｐｄ0 .1Ｏ3なる化合物で形成し、Ｄ
部をＬａ0.8Ｃａ0.2Ｍｎ0.9Ｒｅ0.1Ｏ3なる化合物で形
成した以外は、実施例４と同様にして積層型の磁気セン
サを作製した。
0.8Ｃａ0.2Ｍｎ0.9Ｐｄ0 .1Ｏ3なる化合物で形成し、Ｄ
部をＬａ0.8Ｃａ0.2Ｍｎ0.9Ｒｅ0.1Ｏ3なる化合物で形
成した以外は、実施例４と同様にして積層型の磁気セン
サを作製した。
【００６２】初期の磁化方向を基板面と平行にして実施
例１と同様な動作特性試験を行った結果、磁気センサの
抵抗の変化は６０Ｇ付近で起こり、その時の抵抗変化率
は１２５％であった。
例１と同様な動作特性試験を行った結果、磁気センサの
抵抗の変化は６０Ｇ付近で起こり、その時の抵抗変化率
は１２５％であった。
【００６３】実施例８ Ｐ部をＬａ0.7Ｓｒ0.3ＭｎＯ3なる化合物で形成し、Ｄ
部をパーマロイで形成した以外は、実施例４と同様にし
て積層型の磁気センサを作製した。初期磁化の方向を基
板と平行にして実施例１と同様な動作特性試験を行った
結果、磁気センサの抵抗変化は５０Ｇ付近で起こり、抵
抗の増加率は７０％であった。
部をパーマロイで形成した以外は、実施例４と同様にし
て積層型の磁気センサを作製した。初期磁化の方向を基
板と平行にして実施例１と同様な動作特性試験を行った
結果、磁気センサの抵抗変化は５０Ｇ付近で起こり、抵
抗の増加率は７０％であった。
【００６４】実施例９ Ｔｌ2Ｍｎ2Ｏ7なる化合物薄膜で図５に示す櫛形のパタ
ーンを形成した。膜厚は０．１μｍ、櫛形の歯の部分の
幅は全て１μｍ、櫛形の歯の部分の間隔は０．５μｍで
ある。
ーンを形成した。膜厚は０．１μｍ、櫛形の歯の部分の
幅は全て１μｍ、櫛形の歯の部分の間隔は０．５μｍで
ある。
【００６５】電極間に電流を流しその電圧を測定した。
このパターンでは、櫛形の歯の部分の自発磁化は形状異
方性効果によりその長辺方向に向き、隣合う歯の部分同
士は互いの作る磁場のために自然に逆方向を向く。磁壁
は、歯の部分間の細い部分に形成される。その結果、電
流方向には、互いに磁化が逆転した領域が交互に並ぶこ
とになり、自然に高抵抗の状態となる。測定時の磁場を
図５に示すように電流方向に直交する方向にかけること
により、素子全体の磁化の向きをそろえて低抵抗の状態
に遷移させることができる。この状態から外部磁場をな
くせば、自然に元の状態に復帰する。測定結果として、
磁気センサの抵抗変化は５０Ｇ付近で起こり、抵抗変化
率は２００％であった。
このパターンでは、櫛形の歯の部分の自発磁化は形状異
方性効果によりその長辺方向に向き、隣合う歯の部分同
士は互いの作る磁場のために自然に逆方向を向く。磁壁
は、歯の部分間の細い部分に形成される。その結果、電
流方向には、互いに磁化が逆転した領域が交互に並ぶこ
とになり、自然に高抵抗の状態となる。測定時の磁場を
図５に示すように電流方向に直交する方向にかけること
により、素子全体の磁化の向きをそろえて低抵抗の状態
に遷移させることができる。この状態から外部磁場をな
くせば、自然に元の状態に復帰する。測定結果として、
磁気センサの抵抗変化は５０Ｇ付近で起こり、抵抗変化
率は２００％であった。
【００６６】実施例１０ Ｌａ0.7Ｓｒ0.3ＭｎＯ3なる化合物薄膜と金薄膜で図６
に示すパターンを形成した。電極（５）とＮ部（３）は
金薄膜で形成した。電極に電流を流しその電圧を測定し
た。センサの動作原理は、実施例９の場合と同様であ
る。磁気センサの抵抗変化は４０Ｇ付近で起こり、その
抵抗変化率は１５０％であった。
に示すパターンを形成した。電極（５）とＮ部（３）は
金薄膜で形成した。電極に電流を流しその電圧を測定し
た。センサの動作原理は、実施例９の場合と同様であ
る。磁気センサの抵抗変化は４０Ｇ付近で起こり、その
抵抗変化率は１５０％であった。
【００６７】実施例１１ Ｎｄ0.7Ｓｒ0.3ＭｎＯ3、Ｌａ1.7Ｓｒ0.3Ｃｕ2Ｏ4、Ｌ
ａ0.65Ｓｒ0.35ＭｎＯ3なる化合物をこの順で積層した
ものを１単位として、この単位をＬａ1.7Ｓｒ0.3Ｃｕ2
Ｏ4層を介して３回積層した以外は、図２と同様な積層
型の磁気センサを作製した。Ｎｄ0.7Ｓｒ0.3ＭｎＯ3層
及びＬａ0.65Ｓｒ0.35ＭｎＯ3層の厚さを１μｍ、Ｌａ
1.7Ｓｒ0.3Ｃｕ2Ｏ4層の厚さを０．１μｍとした。Ｎｄ
0.7Ｓｒ0.3ＭｎＯ3及びＬａ0.65Ｓｒ0.35ＭｎＯ3はほと
んど完全にスピン偏極した物質であり、Ｌａ0.65Ｓｒ
0.35ＭｎＯ3の方が保磁力が高い。Ｌａ1.7Ｓｒ0.3Ｃｕ2
Ｏ4は常磁性体であり、室温において金属電気伝導性を
示す。金電極はそれぞれ、ほとんど完全にスピン偏極し
た物質であるＮｄ0.7Ｓｒ0.3ＭｎＯ3及びＬａ0.65Ｓｒ
0.35ＭｎＯ3と接続されている。
ａ0.65Ｓｒ0.35ＭｎＯ3なる化合物をこの順で積層した
ものを１単位として、この単位をＬａ1.7Ｓｒ0.3Ｃｕ2
Ｏ4層を介して３回積層した以外は、図２と同様な積層
型の磁気センサを作製した。Ｎｄ0.7Ｓｒ0.3ＭｎＯ3層
及びＬａ0.65Ｓｒ0.35ＭｎＯ3層の厚さを１μｍ、Ｌａ
1.7Ｓｒ0.3Ｃｕ2Ｏ4層の厚さを０．１μｍとした。Ｎｄ
0.7Ｓｒ0.3ＭｎＯ3及びＬａ0.65Ｓｒ0.35ＭｎＯ3はほと
んど完全にスピン偏極した物質であり、Ｌａ0.65Ｓｒ
0.35ＭｎＯ3の方が保磁力が高い。Ｌａ1.7Ｓｒ0.3Ｃｕ2
Ｏ4は常磁性体であり、室温において金属電気伝導性を
示す。金電極はそれぞれ、ほとんど完全にスピン偏極し
た物質であるＮｄ0.7Ｓｒ0.3ＭｎＯ3及びＬａ0.65Ｓｒ
0.35ＭｎＯ3と接続されている。
【００６８】素子動作は、実施例４と同様に、最初に強
い磁場ですべての強磁性層の磁化の向きをそろえてお
き、２種類の強磁性体の保磁力の中間の値を持つ磁場を
検出する。磁気センサの抵抗変化は７０Ｇ付近でおこ
り、抵抗変化率は２００％であった。なお、Ｌａ1.7Ｓ
ｒ0.3Ｃｕ2Ｏ4の代わりに金を用いた場合でも、特性は
変わらなかった。
い磁場ですべての強磁性層の磁化の向きをそろえてお
き、２種類の強磁性体の保磁力の中間の値を持つ磁場を
検出する。磁気センサの抵抗変化は７０Ｇ付近でおこ
り、抵抗変化率は２００％であった。なお、Ｌａ1.7Ｓ
ｒ0.3Ｃｕ2Ｏ4の代わりに金を用いた場合でも、特性は
変わらなかった。
【００６９】実施例１２ Ｌａ0.7Ｓｒ0.3ＭｎＯ3なる化合物薄膜で図７に示すよ
うな、両方向に山形を有するパターンを形成し、その山
部の１つおきの山部上に、磁化固定層としてパーマロイ
薄膜パターンを形成して磁気センサを作製した。磁壁
は、山部と山部の間の細い部分に固定されている。
うな、両方向に山形を有するパターンを形成し、その山
部の１つおきの山部上に、磁化固定層としてパーマロイ
薄膜パターンを形成して磁気センサを作製した。磁壁
は、山部と山部の間の細い部分に固定されている。
【００７０】磁気センサの動作は、実施例１と同様にし
て行った結果、６０Ｇ付近で抵抗の変化が現れ、そのと
きの抵抗変化率は１５０％であった。
て行った結果、６０Ｇ付近で抵抗の変化が現れ、そのと
きの抵抗変化率は１５０％であった。
【００７１】本実施例では、山部の１つおきに磁化固定
層（７）を設け、他の山部は磁化固定層を持たない構成
であるが、これらの磁化固定層の材料として１つおきに
異なる強磁性体を用いてもよい。例えば、鉄からなる磁
化固定層とパーマロイからなる磁化固定層を１つおきに
設けてもよい。このような場合は、センサに測定磁場が
加わっていないときの自発磁化の保持をこれらの磁化固
定層が担い、磁化の相対的な向きによる抵抗変化をほと
んど完全にスピン偏極した材料が担うことになる。この
ように、電気抵抗に対する働きと、磁化の保持に関する
働きを分離することは、ほとんど完全にスピン偏極した
材料の残留磁化が小さい場合に特に有用である。
層（７）を設け、他の山部は磁化固定層を持たない構成
であるが、これらの磁化固定層の材料として１つおきに
異なる強磁性体を用いてもよい。例えば、鉄からなる磁
化固定層とパーマロイからなる磁化固定層を１つおきに
設けてもよい。このような場合は、センサに測定磁場が
加わっていないときの自発磁化の保持をこれらの磁化固
定層が担い、磁化の相対的な向きによる抵抗変化をほと
んど完全にスピン偏極した材料が担うことになる。この
ように、電気抵抗に対する働きと、磁化の保持に関する
働きを分離することは、ほとんど完全にスピン偏極した
材料の残留磁化が小さい場合に特に有用である。
【００７２】
【発明の効果】以上の説明から明らかなように本発明に
よれば、１％／Ｇ以上の高い磁気感度を達成することが
でき、微弱磁界の検出素子として有効な磁気センサ及び
磁気ヘッドを提供できる。
よれば、１％／Ｇ以上の高い磁気感度を達成することが
でき、微弱磁界の検出素子として有効な磁気センサ及び
磁気ヘッドを提供できる。
【００７３】平面型素子および積層型素子のいずれも高
い磁気感度を達成することができるが、特に平面型素子
においては、酸化物薄膜の多層成長が必要でなく製造工
程が単純であり、第１及び第２の領域を１種類の物質だ
けで構成できるため、容易に且つ低コストで磁気センサ
及び磁気ヘッドを製造することができる。
い磁気感度を達成することができるが、特に平面型素子
においては、酸化物薄膜の多層成長が必要でなく製造工
程が単純であり、第１及び第２の領域を１種類の物質だ
けで構成できるため、容易に且つ低コストで磁気センサ
及び磁気ヘッドを製造することができる。
【図１】本発明の磁気センサの構成の説明図である。
【図２】本発明の磁気センサの構成の説明図である。
【図３】本発明の磁気センサに用いられる材料の電子の
エネルギー状態の説明図（概念図）である。
エネルギー状態の説明図（概念図）である。
【図４】本発明の磁気センサの動作原理の説明図（概念
図）である。
図）である。
【図５】本発明の磁気センサの構成の説明図である。
【図６】本発明の磁気センサの構成の説明図である。
【図７】本発明の磁気センサの構成の説明図である。
１ Ｐ部（第１の領域） ２ Ｄ部（第２の領域） ３ Ｎ部 ４ ギャップ ５ 電極 ６ 基板 ７ 磁化固定層
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (56)参考文献 特開 平６−237022（ＪＰ，Ａ) 特開 平４−103014（ＪＰ，Ａ) 特開 平７−193298（ＪＰ，Ａ) 特開 平４−263110（ＪＰ，Ａ) 特開 平10−12945（ＪＰ，Ａ) (58)調査した分野(Int.Cl.6，ＤＢ名) H01L 43/08 G01R 33/09 G11B 5/39 H01F 10/08
Claims (18)
- 【請求項１】 ほとんど完全にスピン偏極した材料によ
って第１の領域と第２の領域が形成され、これらの領域
間に２つの領域の自発磁化の向きを独立に変化させるこ
とを可能にする遷移領域を有し、第１の領域と第２の領
域の間の電気抵抗が、第１の領域および第２の領域のそ
れぞれの伝導電子のスピンの向きの相対関係により変化
する現象を利用する磁気センサであって、 第１の領域および第２の領域が同一平面内に同じ物質で
形成され、それらの領域間に、それらの領域と同じ物質
からなる狭小部を有し、 第１の領域および第２の領域の一方の領域上に強磁性体
もしくは反強磁性体からなる磁化固定層を設けたことを
特徴とする磁気センサ。 - 【請求項２】 ほとんど完全にスピン偏極した材料によ
って第１の領域と第２の領域が形成され、これらの領域
間に２つの領域の自発磁化の向きを独立に変化させるこ
とを可能にする遷移領域を有し、第１の領域と第２の領
域の間の電気抵抗が、第１の領域および第２の領域のそ
れぞれの伝導電子のスピンの向きの相対関係により変化
する現象を利用する磁気センサであって、 第１の領域および第２の領域が同一平面内に同じ物質で
形成され、それらの領域間に、強磁性体ではない材料か
らなる狭小部を有し、 第１の領域および第２の領域の一方の領域上に強磁性体
もしくは反強磁性体からなる磁化固定層を設けたことを
特徴とする磁気センサ。 - 【請求項３】 ほとんど完全にスピン偏極した材料によ
って第１の領域と第２の領域が形成され、これらの領域
間に２つの領域の自発磁化の向きを独立に変化させるこ
とを可能にする遷移領域を有し、第１の領域と第２の領
域の間の電気抵抗が、第１の領域および第２の領域のそ
れぞれの伝導電子のスピンの向きの相対関係により変化
する現象を利用する磁気センサであって、 第１の領域および第２の領域が同一平面内に同じ物質で
形成され、それらの領域間に、それらの領域と同じ物質
からなる狭小部を有し、 第１の領域および第２の領域が、保磁力に差が生じるよ
うに互いに異なる形状にされたことを特徴とする磁気セ
ンサ。 - 【請求項４】 ほとんど完全にスピン偏極した材料によ
って第１の領域と第２の領域が形成され、これらの領域
間に２つの領域の自発磁化の向きを独立に変化させるこ
とを可能にする遷移領域を有し、第１の領域と第２の領
域の間の電気抵抗が、第１の領域および第２の領域のそ
れぞれの伝導電子のスピンの向きの相対関係により変化
する現象を利用する磁気センサであって、 第１の領域および第２の領域が同一平面内に同じ物質で
形成され、それらの領域間に、強磁性体ではない材料か
らなる狭小部を有し、 第１の領域および第２の領域が、保磁力に差が生じるよ
うに互いに異なる形状にされたことを特徴とする磁気セ
ンサ。 - 【請求項５】 ほとんど完全にスピン偏極した材料によ
って第１の領域と第２の領域が形成され、これらの領域
間に２つの領域の自発磁化の向きを独立に変化させるこ
とを可能にする遷移領域を有し、第１の領域と第２の領
域の間の電気抵抗が、第１の領域および第２の領域のそ
れぞれの伝導電子のスピンの向きの相対関係により変化
する現象を利用する磁気センサであって、 第１の領域および第２の領域が同一平面内に同じ物質で
形成され、それらの領域間に、それらの領域と同じ物質
からなる狭小部を有する磁気センサを複数個直列につな
ぎ、第１の領域と第２の領域の自発磁化が形状異方性効
果により互いに逆方向を向くように櫛形にしたことを特
徴とする磁気センサ。 - 【請求項６】 ほとんど完全にスピン偏極した材料によ
って第１の領域と第２の領域が形成され、これらの領域
間に２つの領域の自発磁化の向きを独立に変化させるこ
とを可能にする遷移領域を有し、第１の領域と第２の領
域の間の電気抵抗が、第１の領域および第２の領域のそ
れぞれの伝導電子のスピンの向きの相対関係により変化
する現象を利用する磁気センサであって、 第１の領域および第２の領域が同一平面内に同じ物質で
形成され、それらの領域間に、強磁性体ではない材料か
らなる狭小部を有する磁気センサを複数個直列につな
ぎ、第１の領域と第２の領域の自発磁化が形状異方性効
果により互いに逆方向を向くように櫛形にしたことを特
徴とする磁気センサ。 - 【請求項７】 ほとんど完全にスピン偏極した材料によ
って第１の領域と第２の領域が形成され、これらの領域
間に２つの領域の自発磁化の向きを独立に変化させるこ
とを可能にする遷移領域を有し、第１の領域と第２の領
域の間の電気抵抗が、第１の領域および第２の領域のそ
れぞれの伝導電子のスピンの向きの相対関係により変化
する現象を利用する磁気センサであって、 第１の領域および第２の領域が、同一温度での保磁力が
互いに異なる材料でそれぞれ形成され、これらの領域が
積層された構成を有することを特徴とする磁気センサ。 - 【請求項８】 前記第２領域が、ほとんど完全にスピン
偏極した材料に代えて通常の強磁性体材料で形成されて
いることを特徴とする請求項１〜６のいずれか１項に記
載の磁気センサ。 - 【請求項９】 ほとんど完全にスピン偏極した材料で第
１の領域が形成され、通常の強磁性体材料で第２の領域
が形成され、これらの領域間に２つの領域の自発磁化の
向きを独立に変化させることを可能にする遷移領域を有
し、第１の領域と第２の領域の間の電気抵抗が、第１の
領域および第２の領域のそれぞれの伝導電子のスピンの
向きの相対関係により変化する現象を利用する磁気セン
サであって、 ほとんど完全にスピン偏極した材料が、 パイロクロア構造を有する強磁性酸化物 Ｄ2Ｍ2Ｏ7 （ＤはＴｌ、Ｉｎ、Ｂｉ、Ｐｂ、Ｉｒ及びランタノイド
元素の中から選ばれる少なくとも１種類の金属、Ｍは３
ｄ、４ｄ及び５ｄ遷移金属の中から選ばれる少なくとも
１種類の金属）、又は ペロブスカイト類縁層状構造を有する強磁性酸化物 ＥxＲy+1ＭyＯz （ＥはＴｌ、Ｂｉ、Ｐｂ及びＨｇから選ばれる少なくと
も１種類の金属、ＲはIIＡ族およびランタノイド元素の
中から選ばれる少なくとも１種類の金属、ＭはＭｎ単
独、あるいは３ｄ、４ｄ及び５ｄ遷移金属の中から選ば
れる少なくとも１種類の金属とＭｎとからなる金属、ｘ
は１又は２、１≦ｙ≦４、ｚは任意の数）であることを
特徴とする磁気センサ。 - 【請求項１０】 ほとんど完全にスピン偏極した材料
が、ペロブスカイト構造を有する強磁性酸化物 Ｌ1-xＡxＭＯ3 （Ｌは少なくとも１種類のランタノイド元素、ＡはＣ
ａ、Ｓｒ及びＢａから選ばれる少なくとも１種類の金
属、ＭはＭｎ単独、あるいは３ｄ、４ｄ及び５ｄ遷移金
属の中から選ばれる少なくとも１種類の金属とＭｎとか
らなる金属、０．０１≦ｘ≦０．５）である請求項１〜
８のいずれか１項に記載の磁気センサ。 - 【請求項１１】 ほとんど完全にスピン偏極した材料
が、ペロブスカイト構造を有する強磁性酸化物 Ｌａ1-xＡxＭｎＯ3 （ＡはＣａ、Ｓｒ及びＢａから選ばれる少なくとも１種
類の金属、０．０１≦ｘ≦０．５）である請求項１〜８
のいずれか１項に記載の磁気センサ。 - 【請求項１２】 ほとんど完全にスピン偏極した材料
が、パイロクロア構造を有する強磁性酸化物 Ｄ2Ｍ2Ｏ7 （ＤはＴｌ、Ｉｎ、Ｂｉ、Ｐｂ、Ｉｒ及びランタノイド
元素の中から選ばれる少なくとも１種類の金属、Ｍは３
ｄ、４ｄ及び５ｄ遷移金属の中から選ばれる少なくとも
１種類の金属）である請求項１〜８のいずれか１項に記
載の磁気センサ。 - 【請求項１３】 ほとんど完全にスピン偏極した材料
が、パイロクロア構造を有する強磁性酸化物 （Ｔｌ1-xＩｎx）2Ｍｎ2Ｏ7 （０≦ｘ≦１）である請求項１〜８のいずれか１項に記
載の磁気センサ。 - 【請求項１４】 ほとんど完全にスピン偏極した材料
が、ペロブスカイト類縁層状構造を有する強磁性酸化物 ＥxＲy+1ＭyＯz （ＥはＴｌ、Ｂｉ、Ｐｂ及びＨｇから選ばれる少なくと
も１種類の金属、ＲはIIＡ族およびランタノイド元素の
中から選ばれる少なくとも１種類の金属、ＭはＭｎ単
独、あるいは３ｄ、４ｄ及び５ｄ遷移金属の中から選ば
れる少なくとも１種類の金属とＭｎとからなる金属、ｘ
は１又は２、１≦ｙ≦４、ｚは任意の数）である請求項
１〜８のいずれか１項に記載の磁気センサ。 - 【請求項１５】 請求項１４記載の強磁性酸化物におい
てＭがマンガン（Ｍｎ）である磁気センサ。 - 【請求項１６】 第１の領域および第２の領域を形成す
るそれぞれの材料が、請求項１０〜１５に記載の強磁性
酸化物の中から選ばれる材料である請求項１〜７のいず
れか１項に記載の磁気センサ。 - 【請求項１７】 請求項１〜１６のいずれか１項に記載
の磁気センサを、より高い磁気感度を実現できるように
複数個直列につないだ磁気センサ。 - 【請求項１８】 請求項１〜１７のいずれか１項に記載
の磁気センサを備えた磁気ヘッド。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP8284014A JP2924823B2 (ja) | 1995-11-30 | 1996-10-25 | 磁気センサ及び該センサを備えた磁気ヘッド |
Applications Claiming Priority (3)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP7-312380 | 1995-11-30 | ||
| JP31238095 | 1995-11-30 | ||
| JP8284014A JP2924823B2 (ja) | 1995-11-30 | 1996-10-25 | 磁気センサ及び該センサを備えた磁気ヘッド |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH09214018A JPH09214018A (ja) | 1997-08-15 |
| JP2924823B2 true JP2924823B2 (ja) | 1999-07-26 |
Family
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Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP8284014A Expired - Fee Related JP2924823B2 (ja) | 1995-11-30 | 1996-10-25 | 磁気センサ及び該センサを備えた磁気ヘッド |
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|---|---|
| JP (1) | JP2924823B2 (ja) |
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-
1996
- 1996-10-25 JP JP8284014A patent/JP2924823B2/ja not_active Expired - Fee Related
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| JPH09214018A (ja) | 1997-08-15 |
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