DE1073032B - Einrichtung zum Abfuhlen von Magnetfeldern - Google Patents

Einrichtung zum Abfuhlen von Magnetfeldern

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DE1073032B DENDAT1073032D DE1073032DA DE1073032B DE 1073032 B DE1073032 B DE 1073032B DE NDAT1073032 D DENDAT1073032 D DE NDAT1073032D DE 1073032D A DE1073032D A DE 1073032DA DE 1073032 B DE1073032 B DE 1073032B
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Description

DEUTSCHES
Die Einrichtung nach, der vorliegenden Erfindung macht von dem photo-magneto-elektrischen (PME) Effekt in Halbleitern Gebrauch. Dieser Effekt besteht darin, daß in einem Halbleiter, der in einem Magnetfeld senkrecht zur Feldrichtung belichtet wird, senkrecht zur Licht- und Feldrichtung eine Spannung auftritt. Der PME-Effekt wird zur Feststellung magnetischer Aufzeichnungen herangezogen.
Gegenstand der Erfindung ist eine Einrichtung zum Abfühlen einer Magnetfeldkomponente eines magnetischen Aufzeichnungsträgers, bei welcher in unmittelbarer Nachbarschaft der Oberfläche des Aufzeichnungsträgers ein Halbleiter vorgesehen und dieser senkrecht zur Richtung der abzufohlenden Magnetfeldkomponente belichtet wird, und daß Vorrichtungen zur Abnahme des senkrecht zu beiden Richtungen entstehenden Signals vorgesehen sind.
Ausführungsbeispiele werden in der folgenden Beschreibung unter Benutzung von Zeichnungen erläutert, welche in
Fig. 1 eine Einrichtung zur Feststellung der Vertikalkomponente eines Magnetfeldes, in
Fig. 2 eine Einrichtung zur Feststellung der Horizontalkomponente eines Magnetfeldes, in
Fig. 3 eine Einrichtung zur Feststellung magnetisch dargestellter Schriftzeichen und in
Fig. 4 einen Querschnitt durch Fig. 3 zeigen.
In Fig. 1 bezeichnet die Ziffer 10 ein Tragelement, auf das in dünner Schicht ein Halbleiter 11, z. B. Germanium, aufgetragen ist. Das Tragelement 10 ist senkrecht zu der aus magnetisierbarem Material bestehenden oder mit solchem Material belegten Fläche 12 angeordnet. Leiter 13, 14 sind beidseits leitend mit dem Halbleiter 11 zur Abnahme des PME-Signals verbunden. Die Abfühleinrichtung der Fig. 1 soll die senkrecht zur Fläche 12 verlaufende Komponente des Magnetfeldes wahrnehmen. Das Licht der Quelle 15 wird deshalb senkrecht zur Fläche des Halbleiters 11 auf diese gerichtet. Der Lichtstrahl braucht nicht den ganzen Zwischenraum zwischen den Leitern 13 und 14 auszuleuchten; trotzdem ist dies wünschenswert, weil die PME-Spannung klein ist und der dem Innenwiderstand einer Batterie vergleichbare Widerstand des Halbleiters 11, der auch photoleitend ist, bei vollständiger Ausleuchtung am kleinsten wird. '
Wie schon gesagt, entsteht in dem im Magnetfeld belichteten Halbleiter infolge des PME-Effektes eine Spannung senkrecht zu Licht- und Feldrichtung. Die nahe der Halbleiteroberfläche erzeugten Photoelektronen und die damit entstehenden positiven Löcher haben einen Konzentrationsgradienten zur Folge und wandern durch den Halbleiter ab. Das kreuzende Magnetfeld lenkt die Ladungsträger (Elektronen und Löcher) nach entgegengesetzten Richtungen ab. Diese Trägerbewegung hat die Einrichtung
zum. Abfühlen von Magnetfeldern
Anmelder:
IBM Deutschland
Internationale Büro-Maschinen
Gesellschaft m.b.H.,
Sindelfingen (Württ), Tübinger Allee 49
Beanspruchte Priorität:
V. St. v. Amerika vom 24. Oktober 1957
James Taylor Smith, San Jose, Calif. (V. St. Α.),
ist als Erfinder genannt worden
PME-Spannung senkrecht zu Licht- und Feldrichtung zur Folge. Bei dem gegebenen Aufbau ist die vertikale Feldkomponente Ursache der PME-Spannung. Da die Spannung feldstärkenabhängig ist, kann die Einrichtung magnetische Aufzeichnungen abfühlen.
Das Auflösungsvermögen der Einrichtung nach Fig. 1 hängt von der Dicke der Halbleiterschicht ab, die sehr klein gehalten werden kann. Zum Beispiel läßt sich mit einer nur wenige Mikron dicken, auf eine Glasplatte aufgedampften Germaniumschicht ein außerordentlich hohes Auflösungsvermögen erzielen. Glücklicherweise ist die PME-Spannung (siehe die folgende Gleichung) umgekehrt proportional der Schichtdicke des Halbleiters, wenn diese Beziehung auch nicht mehr für Abmessungen im Atombereich erwartet werden kann.
PME =
2a
1 + 2a
BdLI
•j (1 +
Dabei ist
B = magnetische Feldstärke,
d = Entfernung der Abnahmeelektroden,
L = Reichweite der Defektelektronen (Löcher),
J = einfallendes Licht in Quanten/cm2-sec,
t = Dicke der Schicht,
2n0 = beim thermischen Gleichgewicht vorhandene
Trägerzahl pro Raumeinheit,
_ D a - LS>
D = thermischer Diffusionskoeffizient für Löcher, μ = Löcherbeweglichkeit,
S = Oberflächen-Rekombinationsgeschwindigkeit, b = Verhältnis der Beweglichkeit.
909-709/323
In Fig. 2 ist ein durchsichtiges Tragelement 16 dicht über einer Aufzeichnungsfläche 17 angeordnet. Das Tragelement 16 ist auf seiner der Aufzeichnungsfläche zugekehrten Seite mit einer dünnen Schicht 18 aus halbleitendem Material versehen. Leiter 19 und 20 sind auf entgegengesetzten Seiten mit der Halbleiterschicht verbunden. Die Lichtquelle 21 bestrahlt die Schicht 18 senkrecht zu ihrer Ebene; nicht näher gezeigte optische Vorrichtungen begrenzen den Lichtstrahl auf einen gewünschten Bereich. Diese Einrichtung ist für die horizontale Komponente des aus der Aufzeichnungsfläche austretenden Magnetfeldes empfindlich, die entstehende PME-Spannung ist dieser Komponente proportional. Ein Signal entsteht nur, wenn Licht und Feld wirksam sind. Das Auflösungsvermögen der Einrichtung wird von der Breite des den Halbleiter treffenden Lichtbandes bestimmt. Da sich mit optischen Mitteln sehr schmale Lichtbänder erzeugen lassen, ist ein hohes Auflösungsvermögen erreichbar. Die Aufzeichnungsfläche kann abgefühlt werden, indem man sie relativ zur Abfühleinrichtung bewegt oder indem man das Lichtband über die Abfühleinrichtung schwenkt.
Die Fig. 3 und 4 zeigen eine matrixartige Abfühleinrichtung nach dem Prinzip der Fig. 2. Auf dem Tragelement 23 sind auf der Seite zu der Aufzeichnungsfläche 24 mehrere streifenförmige Halbleiterschichten 25 bis 30 mit gegenseitigem Abstand angebracht, durch Leiterstreifen 31 bis 35 voneinander getrennt und seitlich durch die Leiterstreifen 36 und 37 begrenzt. Die Belichtungseinrichtung 38 wirft ein schmales Lichtband quer über die Streifen 25 bis 30. Die Einrichtung führt das Abfühlen von magnetisierten Zeichen 39 auf der Fläche 24 durch, wenn diese relativ zu dem Lichtband bewegt werden; Signale werden den Leiterstreifen 31 bis 37 entnommen und über die angeschlossenen Leiter 40 ίο bis 46 (nicht gezeigten) Entschlüsselungsvorrichtungen zugeführt, wo aus der zeitlichen Abfolge der Signale in bekannter Weise die Zeichen 39 identifizierbar sind.

Claims (2)

Patentansprüche:
1. Einrichtung zum Abfühlen einer Magnetfeldkomponente eines magnetischen Aufzeichnungsträgers, dadurch gekennzeichnet, daß in unmittelbarer Nachbarschaft der Oberfläche des Aufzeichnungsträgers ein Halbleiter vorgesehen und dieser senkrecht zur Richtung der abzufühlenden Magnetfeldkomponente belichtet wird und daß Vorrichtungen zur Abnahme des senkrecht zu beiden Richtungen entstehenden Signals vorgesehen sind.
2. Einrichtung nach Anspruch I1 dadurch gekennzeichnet, daß die Belichtung des Halbleiters über eine schmale Schlitzblende erfolgt.
Hierzu 1 Blatt Zeichnungen
DENDAT1073032D 1957-10-24 Einrichtung zum Abfuhlen von Magnetfeldern Pending DE1073032B (de)

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US692123A US2968799A (en) 1957-10-24 1957-10-24 Magnetic transducer
US745533A US3098998A (en) 1957-10-24 1958-06-30 Magnetic transducer

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DE1073032B true DE1073032B (de) 1960-01-14

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DENDAT1073032D Pending DE1073032B (de) 1957-10-24 Einrichtung zum Abfuhlen von Magnetfeldern
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