CN104424959B - 读取器结构 - Google Patents

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Abstract

本申请公开了读取器结构。本文所公开的装置包括传感器，传感器具有自由层，自由层具有交叉磁道易轴各向异性。

Description

读取器结构
背景技术
在磁数据存储和取回系统中，磁读/写头包括读取器部分，读取器部分具有磁阻(MR)传感器，用于取回存储在磁盘上的磁编码信息。来自磁盘表面的磁通使得MR传感器的传感层的磁化矢量旋转，这依次引起MR传感器的电阻率的变化。通过使电流流过MR传感器且测量MR传感器两端的电压，能够检测到MR传感器的电阻率的变化。然后，外部电路系统将电压信息转换成适当的格式并且根据需要操纵该信息以恢复在磁盘上编码的信息。
发明概述
提供该概述是以简化形式引入构思的选择，下面将在详细说明中进一步描述这些构思。该概述不意在鉴定权利要求主题的关键特征或必要特征，也不意在用于限制权利要求主题的范围。权利要求主题的其他的特征、细节、实用性和优点将通过在附图中进一步图示以及在随附权利要求书中限定的各种实现方式和实施方案的以下更具体的书面的发明详述而变得明晰。
本文所描述和主张的实现方式提供了包括传感器的读取器结构，其中自由层的至少部分具有交叉磁道易轴各向异性。这些以及其他的各特征和优点将通过阅读下面的发明详述而变得明晰。
附图说明
通过描述了结合附图阅读的各个实现方式的以下发明详述中最佳地理解所描述的技术。
图1示出了使用本文公开的读取器的实施例的记录装置的立体图。
图2示出了本文公开的实施例的读取器结构的示意性三维视图。
图3示出了本文公开的实施例FL的示意性侧视图。
图4示出了各场施加的转矩与相比于与本文公开的传感器的ABS平行的角度的FL磁矩的角度之间的关系的实施例曲线图。
图5示出了介质场与传感器所产生的信号振幅之间的关系的比较性的曲线图。
图6示出了介质场所产生的磁矩与传感器所产生的信号振幅之间的关系的可选的比较曲线图。
图7示出了介质场所产生的磁矩与传感器所产生的信号振幅之间的关系的可选的比较曲线图。
图8示出了在本文公开的传感器的传感器区域上方的信号分布的实施例的图。
图9示出了沿交叉磁道方向在传感器上方的微磁道读回信号分布。
发明详述
磁盘驱动器通常包括旋转式磁盘、具有读写头的滑块、在所述旋转盘上方的悬臂以及摆动悬臂以将读写头置于旋转磁盘上的选定环形磁道上方的执行器臂。当磁盘不旋转时，悬臂偏压滑块而使其与磁盘的表面接触，而当磁盘旋转时，通过邻近滑块的气浮表面(ABS)的旋转磁盘使得空气涡旋，使得滑块在空气支承上转动距旋转磁盘的表面一微小距离。当滑块在空气支承上转动时，采用读写头来将磁印写到旋转盘上以及从旋转盘上读取磁信号场。读写头连接到处理电路系统，处理电路系统根据实现读写功能的计算机程序而工作。
磁阻(MR)读传感器，通常称为MR传感器，用于所有高容量磁盘驱动器上。MR传感器通过作为MR层所感测到的磁通的强度和方向的函数的其电阻变化而检测磁场。当今制造的磁盘驱动器中的标准类型的MR传感器采用隧道磁阻(TMR)效应，使得电阻作为通过绝缘的、非磁性隧道势垒隔开的两个以上铁磁层之间的传导电子的自旋相关量子机械隧道传输的函数而变化。这些传感器的电阻取决于不同磁性层的磁化的相对取向。
MR读传感器可以包括多个磁性层，诸如反向铁磁(AFM)层、合成反向铁磁(SAF)层和自由层(FL)。SAF和FL可以由隧道势垒隔开，并且SAF层可以包括由钌(Ru)层隔开的钉扎层(PL)和基准层(RL)。PL钉扎而使得PL的磁化力矩与读传感器的气浮表面(ABS)正交。类似地，RL钉扎而使得RL的磁化力矩也与ABS正交。然而，RL和PL的磁化方向彼此相反，或者彼此隔开180度。
另一方面，FL被偏压而使得FL的磁化力矩与PL和RL的钉扎垂直。换言之，FL的磁化方向在与ABS表面平行的方向上。具体地，FL的磁化方向大致在平行于ABS表面的方向上以及在交叉磁道方向上，以及在与磁化介质上方的读传感器的运动垂直的方向上。在读传感器工作期间，传感器暴露于来自记录介质的一系列磁场，从正场到负场。随着场变化，叠层的各磁性层的磁矩的方向，具体为FL的磁矩的方向旋转，从而产生信号。
随着读传感器在磁记录介质的表面上运动，FL的磁化由于磁记录介质磁道中的过渡部而变化。随着读传感器经过这些过渡部，过渡部的磁场调制读传感器的电阻。通过使传感电流通过读传感器且然后测量读传感器两端的电压的变化来检测读传感器的电阻变化。所得到的基于电阻的电压信号用于恢复在磁盘磁道上编码的数据。
随着来自磁介质的场增强，电压信号提高，并且反之亦然。然而，施加到传感器的磁场振幅与传感器产生的电压信号振幅之间的关系不是线性的。换言之，如果相对于电压信号振幅绘制磁场振幅，则磁场振幅和电压信号振幅之间的关系的曲线图(通常为高磁场信号振幅)的至少一些部分变成非线性。这种非线性关系可导致信号失真和非对称求和的增加，导致信噪比(SNR)的减小。此外，这种非线性还限制了能够用于从介质读取数据的电压信号振幅范围。
通过用FL中的交叉磁道各向异性场部分地替代来自永磁体(PM)(或侧屏蔽件)的传感器的自由层(FL)的静磁偏压，本文公开的传感器的实现方式减小了读取器的非线性。交叉磁道各向异性可以是通过例如FL的至少部分的倾斜沉积而引入的磁晶各向异性。可选地，可利用磁致伸缩在自由层中引入交叉磁道各向异性。另外可选地，可以通过在沉积FL之前在传感器层上形成各向异性粗糙度来引入交叉磁道各向异性。
图1示出了实施例框图100，其图示出在执行器组件的端部上实现的实施例的读传感器结构。具体地，图1示出了磁盘102的实现方式的平面图，换能器头104位于执行器组件106的端部上。在运行期间，磁盘102绕磁盘旋转轴线108旋转。此外，盘102包括外径110和内径112，在内径和外径之间有多个数据磁道114，通过环形虚线示出数据磁道。数据磁道114为大致环形且由规则间隔的模式位构成。
通过使用执行器组件106，可以将信息写入数据磁道114上的模式位以及从数据磁道114上的模式位读取信息，执行器组件106在数据磁道114寻求操作期间绕邻近磁盘102定位的执行器旋转轴线116旋转。在磁盘工作期间，在执行器旋转轴线116远侧的端部处安装到执行器组件106上的换能器头104紧邻磁盘102的表面上方飞动。换能器头104包括记录头，记录头包括用于从磁道114读取数据的读传感器以及用于将数据写入磁道114的写入极。
为了从磁盘102读取数据，磁盘102的磁道114上的过渡部产生磁场。随着读传感器经过过渡部，过渡部的磁场调制读传感器的电阻。通过使传感电流通过读传感器且然后测量读传感器两端的电压的变化，能够检测读传感器的电阻的变化。所得到的基于电阻的信号用于恢复在磁盘102的磁道上编码的数据。
图1还示出了读传感器130的传感器叠层的局部剖面构造的扩展图，其中读传感器可定位在换能器头104上。显示传感器叠层130包括位于传感器叠层130的顶部(沿下磁道方向)处的FL 132。通过隧道势垒140将FL 132与RL 134隔开。RL 134定位在PL 136之上且通过钌(Ru)层142与PL 136隔开。传感器叠层130的底部包括AFM层138。RL 134、PL 136和Ru层142的组合还称为SAF结构。相对于传感器叠层130的ABS层144公开了传感器叠层130的各层。
而且，经由相对于ABS 154的图形表示150示出了FL 132。具体地，表示150披露了FL 152的交叉磁道视图。随着换能器头104在介质上方移动，FL 152受多个不同的磁场以及由这些磁场得到的转矩影响。例如，随着FL 152接近磁介质上的记录信息位，介质场160影响FL 152。对于具有垂直记录的磁介质，介质场160与ABS正交。此外，FL 152在交叉磁道方向上位于永磁体(PM)或侧屏蔽件(未示出)之间。这种PM或侧屏蔽件提供了PM偏压164。PM偏压164通常是单向的并且平行于ABS。
FL 152的磁矩平行于ABS，但是响应于诸如介质场160的外磁场而自由旋转。在存在介质场160的情况下，FL磁矩162由于来自介质场160的转矩而向上倾斜。换言之，介质场160提供了介质转矩Tm，其使得FL磁矩162朝向与ABS正交的方向倾斜。另一方面，PM偏压164产生PM偏压转矩TPM，其使得FL磁矩162保持平行于ABS。
在本文公开的读传感器的实现方式中，FL 152还包括交叉磁道各向异性。可以通过例如FL的至少部分的倾斜布置、磁致伸缩等而在FL 152中引入这种交叉磁道各向异性。FL的交叉磁道各向异性产生了交叉磁道各向异性场166。交叉磁道各向异性场166为单轴(双向)且平行于ABS。交叉磁道各向异性场166还对FL磁矩162提供转矩Tk。
作为FL磁矩162与平行于ABS的方向之间的角度θ的函数的影响LF磁矩162的各转矩的值可通过以下等式1-3来提供：
Tm＝MHm cos(θ) 等式1
TPM＝-MHPM sin(θ) 等式2
Tk＝-MHk sin(θ)cos(θ)＝-0.5MHk sin(2θ) 等式3
所提出的具有交叉磁道各向异性的设计利用了来自单向场Hm和HPM的转矩Tm和TPM与来自单轴场Hk的转矩Tk的角相关性的差异。具体地，在低的角度θ处，来自单轴场Hk的转矩Tk比来自单向场HPM的转矩TPM增长的更快。因此，在低的角度θ处，单轴转矩Tk比双向转矩TPM提供的振幅抑制更大程度地已知了FL磁矩162产生的振幅。另一方面，在较高角θ处，单轴转矩比双向转矩TPM提供的振幅抑制更小程度地已知了FL磁矩162产生的振幅。这样，在FL 152中交叉磁道各向异性的引入的组合效应是使得作为介质场Hmedia的函数的输出信号V的振幅的传递曲线更线性。
通过使转矩Tk、Tm和TPM之和等于零且包括用于传递曲线的表达式V＝Vmax sin(θ)，能够获得输出信号V的振幅与介质场Hmedia之间的传递曲线如下：
由于FL中的交叉磁道各向异性得到的单轴场Hk的增加使得场Hmedia与信号振幅V之间的传递曲线中的非线性减弱。换言之，对于给定的信号振幅V，传递曲线具有较高的非线性。可选地，对于给定的传感器的使用可接受的线性度，可以使用较高的信号振幅V。较高范围的信号振幅V变得可供使用。
图2示出了本文公开的读取器200的实施例实现方式的示意性三维框图。读取器200包括在下磁道方向242上位于底部屏蔽件208与上屏蔽件210之间的传感器叠层202。底部屏蔽件208和上屏蔽件210可由诸如NiFe、NiFeCu、NiCoFe等磁性材料制成。传感器叠层202由在交叉磁道方向240上由PM 204和206环绕。传感器叠层202包括各个层，其中包括FL212、RL、PL和AFM层。
FL 212的磁矩228平行于ABS，但是响应于如介质场220的外部磁场而自由旋转。在存在介质场220的情况下，FL磁矩228由于来自介质场220的转矩而向上倾斜。换言之，介质场220提供了介质转矩，介质转矩使得FL磁矩228朝向与ABS正交的方向倾斜。另一方面，PM偏压224(通过PM 204和206产生)产生了MP偏压转矩，其使得FL磁矩228保持与ABS平行。
在本文中公开的读传感器的实现方式中，FL 212还包括交叉磁道各向异性。可以通过例如FL的至少部分的倾斜布置、磁致伸缩等而在FL 212中引入这种交叉磁道各向异性。FL 212的交叉磁道各向异性产生了交叉磁道各向异性场226。这种交叉磁道各向异性场226是单轴(双向)的，并且平行于ABS，其对FL磁矩228提供转矩。由于FL 212中交叉磁道各向异性得到的单轴场的增加使得介质场220与传感器200产生的信号的振幅之间的传递曲线的非线性度增加。
图3示出了本文中公开的实施例的FL 300的示意性侧视图。如上文所论述的，FL300的磁矩308受介质场304、单轴PM偏压306和双向各向异性场310影响。具体地，通过介质场304产生的转矩使得磁矩308朝向与ABS正交的方向倾斜。因此，介质场304产生的转矩的效应使得磁矩308减小了角度θ。另一方面，通过单轴PM偏压306产生的转矩对磁矩308的影响是增加角度θ。
在不存在双向各向异性场310的情况下，通过PM偏压306产生的对磁矩308的效果使得介质场304与传感器300产生的信号的振幅之间的传递曲线是非线性的。在传感器300产生的信号的低值情况下，双向各向异性场310的引入以及对应的PM场的减弱减小了PM偏压306产生的转矩对磁矩308的影响，并且因此，在较低振幅处减弱了介质场304与传感器300产生的信号的振幅之间的关系的非线性。这种非线性减弱允许使用较高范围的信号振幅，从而提高传感器300的信噪比(SNR)。
图4示出了与本文公开的传感器的ABS平行的角度相比，各场施加的转矩(归一在0与1之间)与FL磁矩的角度之间的关系的曲线图400。线402示出了由于施加到FL上的单向PM偏压场而引起的PM偏压转矩TPM(在0与1之间)。PM偏压转矩TPM呈标准正弦曲线的形式。另一方面，线404示出了由于FL中的双向各向异性场引起的各向异性场转矩Tk。各向异性场转矩Tk能够由用于2θ的正弦等式的等式给出。
如图所示，用于各向异性场转矩Tk的传递曲线比PM偏压转矩TPM的曲线更线性。这种非线性差异的效应在较低角度(45度以下)特别明显。因此，虽然PM偏压转矩TPM在较低角度下的效应是在传感器产生的信号中产生非线性，但是各向异性场转矩Tk的增加减弱了这种非线性。结果，较宽范围的输出信号振幅能够用于从介质读取数据，并且这种输出信号振幅的增大提高了传感器的SNR。
图5示出了介质场与传感器所产生的信号振幅之间的关系的比较性的曲线图500。具体地，线502示出了在存在负交叉磁道各向异性场Hk的情况下的传递曲线，线504示出了在不存在交叉磁道各向异性场Hk的情况下的传递曲线，线506示出了在存在正交叉磁道各向异性场Hk的情况下的传递曲线。此外，PM偏压场HPM的振幅从线502(700Oe)向线504(500Oe)向502(300Oe)减小。从曲线图500能够看出，正各向异性场Hk(线506)的增加以及PM偏压场HPM的减少与不具有各向异性场Hk(线504)的传递曲线以及在存在负各向异性场Hk(线502)的情况下相比提高了传递曲线的线性度.
图6示出了通过介质场产生的磁矩(MrT)与通过传感器产生的信号振幅之间的关系的可选的比较性的曲线图600。具体地，各曲线图600示出了微磁建模的结果，其显示了施加交叉磁道各向异性场Hk使得传递曲线更加线性化。例如，线602示出了在存在于与ABS垂直的正易轴各向异性场Hk(类似于负交叉磁道各向异性场Hk)的情况下的传递曲线，线604示出了在不存在交叉磁道各向异性场Hk的情况下的传递曲线，并且线606代表了在存在正交叉磁道各向异性场Hk的情况下的传递曲线。此外，通过PM磁矩(PM-Mr)控制的PM偏压强度从线602的1200Oe减至线604的800Oe，减至线606的500OE，以保留三种情况之间的振幅。
图6还提供了利用1-R2(对各曲线的非线性的度量)将传递曲线602、604和606近似成直线(线性关系)的接近度。如图所示，随着交叉磁道各向异性场Hk从-500Oe增至500Oe，1-R2从0.034减至0.015。因此，具有交叉磁道各向异性场Hk的传感器设计比不具有交叉磁道各向异性场Hk(或具有负的交叉磁道各向异性场Hk)的实现方式具有更佳的线性度。这使得可以减小PM场偏压以允许具有较高的信号振幅，同时将非线性度和非对称求和保持在可容许限值内，从而提高传感器的SNR。
图7示出了通过介质场产生的磁矩(MrT)与传感器产生的信号振幅之间的关系的可选的比较性曲线图700。具体地，线702和704示出了两种实现方式，其中保持非线性度(如1-R2所示)相同。曲线图700示出了，对于相同的非线性度，通过引入500Oe的交叉磁道各向异性场以及将PM偏压磁矩PM-Mr从800Oe减至270Oe，能够实现近似百分之二十(20％)的振幅增益(如对于给定MrT以mV计的差值所表示出的)。因此，对于任何给定的介质场，能够实现较高的SNR。
图8示出了用于本文公开的传感器的传感器区域上方的信号分布的实施例图800。具体地，分布802示出了在存在横向(垂直于ABS)各向异性场Hk(负交叉磁道各向异性场)的情况下，在FL的中心(812)处产生更多的信号。分布804示出了在不存在各向异性场Hk的情况下，在FL中产生的信号在交叉磁道方向上大致均匀地分布。另一方面，分布806示出了，在存在正的交叉各向异性磁道场Hk的情况下，在FL的边缘(822，824)处或者接近FL与PM的交叉磁道接合处产生更多的信号。
图9示出了在交叉磁道方向上微磁道读回信号分布的曲线图900。在图示的曲线图中，在FL中交叉磁道各向异性场的分布沿交叉磁道方向基本均匀。具体地，线902(无交叉各向异性磁道场Hk)、904(负的交叉各向异性磁道场Hk)以及906(正的交叉各向异性磁道场Hk)中的每一个都示出了作为微磁道与读取器中心之间的交叉磁道距离(nm)的函数的信号振幅。曲线图900还示出了对于各种传感器实现方式中的每一个的MT50、MT10和比值MT10/MT50。如图所示，具有正的交叉各向异性磁道场Hk的实现方式与其他实现方式相比提供了基本上较低的1.507的MT10/MT50，使得读取器具有较高的kBPI(千位/英寸)能力。
上述的说明、实施例和数据提供了本发明的实施例实现方式的结构和使用的完整描述。因为能够在不偏离本发明的精神和范围的情况下实现本发明的多种实现方式，本发明在于下面随附的权利要求书。此外，不同的实现方式的结构特征可以在另一实现方式中结合，而不偏离所记述的权利要求。上述的实现方式以及其他的实现方式都在随附权利要求书的范围之内。

Claims (18)

1.一种用于磁记录装置的读传感器，包括：
传感器叠层，包括单个自由层FL，其中所述单个自由层FL具有交叉磁道的、单轴双向的易轴各向异性。
2.如权利要求1所述的读传感器，其中所述交叉磁道的、单轴双向的易轴各向异性产生交叉磁道各向异性场，其部分地取代来自(1)多个永磁体PM和(2)侧屏蔽件中的至少一个的对所述单个自由层FL的静磁偏压。
3.如权利要求2所述的读传感器，其中所述单个自由层FL中的交叉磁道的、单轴双向的易轴各向异性是通过在沉积所述单个自由层FL之前在传感器层上产生各向异性粗糙度而引入的。
4.如权利要求2所述的读传感器，其中所述单个自由层FL中的交叉磁道的、单轴双向的易轴各向异性是通过(1)磁致伸缩和(2)所述单个自由层FL的至少部分的倾斜沉积中的至少一项而引入的。
5.如权利要求2所述的读传感器，其中与由于来自多个永磁体PM的对所述单个自由层FL的静磁偏压施加到所述单个自由层FL的磁矩上的转矩所得到的传递曲线相比，通过所述交叉磁道各向异性场施加到所述单个自由层FL的磁矩上的转矩提高了输出信号V的振幅与介质场之间的传递曲线的线性度。
6.如权利要求2所述的读传感器，其中通过所述交叉磁道各向异性场施加到所述单个自由层FL的磁矩上的转矩等于-0.5MHk sin(2θ)，其中MHk是所述交叉磁道各向异性场所产生的最大转矩，并且θ是所述单个自由层FL的磁矩与平行于读传感器的气浮表面ABS的方向之间的角度。
7.如权利要求2所述的读传感器，其中所述交叉磁道各向异性场沿交叉磁道方向在所述单个自由层FL中均匀。
8.一种用于磁记录装置的读传感器，包括：
传感器叠层，包括单个自由层；以及
多个永磁体PM，其沿交叉磁道方向定位在所述传感器叠层周围；
其中所述传感器叠层的所述单个自由层FL构造成包括交叉磁道的、单轴双向的各向异性层，
其中所述交叉磁道的、单轴双向的各向异性层产生交叉磁道各向异性场，其部分地取代来自所述多个永磁体PM的对所述单个自由层FL的静磁偏压。
9.如权利要求8所述的读传感器，其中所述多个永磁体PM在所述单个自由层FL中产生静磁偏压。
10.如权利要求8所述的读传感器，其中所述交叉磁道的、单轴双向的各向异性层的交叉磁道各向异性沿交叉磁道方向在所述单个自由层FL中均匀。
11.如权利要求8所述的读传感器，其中所述所述单个自由层FL中的交叉磁道各向异性是通过在沉积所述单个自由层FL之前在传感器叠层上产生各向异性粗糙度而引入的。
12.如权利要求8所述的读传感器，其中所述单个自由层FL中的交叉磁道各向异性沿交叉磁道方向产生双向的交叉磁道各向异性场。
13.如权利要求12所述的读传感器，其中所述交叉磁道各向异性场施加到所述单个自由层FL的磁矩上的转矩等于-0.5MHk sin(2θ)，其中MHk是所述交叉磁道各向异性场所产生的最大转矩，并且θ是所述单个自由层FL的磁矩与平行于读传感器的气浮表面ABS的方向之间的角度。
14.一种数据存储系统，包括：
传感器叠层，其具有单个自由层FL，所述单个自由层FL具有交叉磁道的、单轴双向的易轴各向异性；以及
磁介质，其中所述磁介质的磁场沿与所述传感器叠层的气浮表面ABS正交的方向对所述所述单个自由层FL的磁矩施加转矩。
15.如权利要求14所述的数据存储系统，其中所述交叉磁道的、单轴双向的易轴各向异性产生交叉磁道各向异性场，其部分地取代来自(1)多个永磁体PM以及(2)沿交叉磁道方向接近于所述传感器叠层定位的侧屏蔽件中的至少一个的所述单个自由层FL的静磁偏压。
16.如权利要求15所述的数据存储系统，其中通过所述交叉磁道各向异性场施加到所述所述单个自由层FL的磁矩上的转矩的传递曲线比通过来自所述多个永磁体PM的对所述单个自由层FL的静磁偏压施加到所述单个自由层FL的磁矩上的转矩的传递曲线在45度以下的角度θ下更线性，其中θ是所述单个自由层FL的磁矩与平行于气浮表面ABS的方向之间的角度。
17.如权利要求14所述的数据存储系统，其中所述交叉磁道的、单轴双向的易轴各向异性产生与所述磁介质施加的转矩正交的交叉磁道各向异性场。
18.如权利要求14所述的数据存储系统，其中所述单个自由层FL中的所述交叉磁道的、单轴双向的易轴各向异性是通过所述所述单个自由层FL的至少部分的倾斜沉积而引入的。
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Families Citing this family (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US9679589B2 (en) 2015-09-11 2017-06-13 Seagate Technology Llc Magnetoresistive sensor with enhanced uniaxial anisotropy

Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN1801332A (zh) * 2004-11-09 2006-07-12 株式会社东芝 磁阻元件，磁阻磁头，磁记录设备以及磁存储器
CN101083081A (zh) * 2006-05-31 2007-12-05 株式会社东芝 垂直通电型磁头以及使用该磁头的磁盘设备

Family Cites Families (19)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US4956736A (en) * 1988-12-16 1990-09-11 Eastman Kodak Company Thin film magnetic element having a rhombic shape
US5379172A (en) * 1990-09-19 1995-01-03 Seagate Technology, Inc. Laminated leg for thin film magnetic transducer
JP2683503B2 (ja) * 1993-09-02 1997-12-03 インターナショナル・ビジネス・マシーンズ・コーポレイション 磁性膜構造
JP3075253B2 (ja) * 1998-03-31 2000-08-14 日本電気株式会社 スピンバルブ型感磁素子及びこれを用いた磁気ヘッド並びに磁気ディスク装置
JP3623418B2 (ja) * 1999-12-06 2005-02-23 アルプス電気株式会社 スピンバルブ型磁気抵抗効果素子及びそれを備えた薄膜磁気へッドとそれらの製造方法
US6809900B2 (en) * 2001-01-25 2004-10-26 Seagate Technology Llc Write head with magnetization controlled by spin-polarized electron current
US6765770B2 (en) * 2001-10-11 2004-07-20 Storage Technology Corporation Apparatus and method of making a stabilized MR/GMR spin valve read element using longitudinal ferromagnetic exchange interactions
AU2003230385A1 (en) * 2002-05-13 2003-11-11 Robert Owen Campbell Magnetic recording head
US7330339B2 (en) * 2003-07-25 2008-02-12 Hitachi Global Storage Technologies Netherlands B.V. Structure providing enhanced self-pinning for CPP GMR and tunnel valve heads
US7460343B2 (en) * 2005-03-31 2008-12-02 Hitachi Global Storage Technologies Netherlands B.V. Magnetic read sensor employing oblique etched underlayers for inducing uniaxial magnetic anisotropy in a hard magnetic in-stack bias layer
US7382586B2 (en) * 2005-03-31 2008-06-03 Hitachi Global Storage Technologies Netherlands B.V. Magnetic read sensor employing oblique etched underlayers for inducing uniaxial magnetic anisotropy in a self biased free layer
US7443639B2 (en) * 2005-04-04 2008-10-28 International Business Machines Corporation Magnetic tunnel junctions including crystalline and amorphous tunnel barrier materials
US8023230B2 (en) * 2008-10-27 2011-09-20 Tdk Corporation Magnetoresistive element including a pair of ferromagnetic layers coupled to a pair of shield layers
US8405931B2 (en) * 2009-06-25 2013-03-26 Seagate Technology Llc Magnetic main write pole
US8742518B2 (en) * 2011-03-31 2014-06-03 Seagate Technology Llc Magnetic tunnel junction with free layer having exchange coupled magnetic elements
US8400738B2 (en) 2011-04-25 2013-03-19 Seagate Technology Llc Magnetic element with dual magnetic moments
US8675315B2 (en) * 2011-07-29 2014-03-18 Seagate Technology Llc Magnetic sensor with anisotropic liner
US8755154B2 (en) * 2011-09-13 2014-06-17 Seagate Technology Llc Tuned angled uniaxial anisotropy in trilayer magnetic sensors
US8837092B2 (en) 2012-06-29 2014-09-16 Seagate Technology Llc Magnetic element with biasing structure distal the air bearing surface

Patent Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN1801332A (zh) * 2004-11-09 2006-07-12 株式会社东芝 磁阻元件，磁阻磁头，磁记录设备以及磁存储器
CN101083081A (zh) * 2006-05-31 2007-12-05 株式会社东芝 垂直通电型磁头以及使用该磁头的磁盘设备

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