DE2263077B2 - Magnetwiderstands-Bauelement - Google Patents
Magnetwiderstands-BauelementInfo
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Description
Die Erfindung betrifft Magnetwiderstände, d. h. Widerstände in Form von dünnen Filmen oder
Schichten mit einer Dicke von einigen 100 A aus einem magnetisch anisotropen Material, das beim
Anlegen eines Magnetfeldes eine Änderung des elektrischen Widerstands zeigt. Eine nicht einschränkende
Aufzählung derartiger Stoffe, zu denen insbesondere die anisotropen ferromagnetischen Nickellegierungen
gehören, findet sich beispielsweise auf den S. 711 bis 713 eines Aufsatzes »The anisotropy in the
magnetoresistance of some nickel alloys« von M. C. Van Eist in der Zeitschrift »Physica»,
Band XXV, 1959, S. 702 bis 720. Wenn durch einen solchen Widerstand ein Strom geschickt wird, der
von einer Konstantspannungsquelle geliefert wird, ändert er seinen Widerstand in Abhängigkeit von
dem Wert des Erregermagnetflusses, der darauf einwirkt. Da der Widerstand keinen Magnetfluß erzeugt,
ist er zur Verwendung als Schreibmagnetkopf für magnetische Aufzeichnungsträger ungeeignet. Dagegen
kann er grundsätzlich in Lesemagnetköpfen für das fliegende Ablesen oder das Ablesen im Stillstand
von Aufzeichnungen auf Meß- und oder Codierungs-Magnetträgern verwendet werden.
Die Anwendung der Magnetwiderstände stößt jedoch auf gewisse Schwierigkeilen. In erster Linie
besteht die Schwierigkeit, daß dann, wenn der Erregerrr.agnetfluß gegenüber der Oberfläche der Widerstandsschicht
örtlich sehr begrenzt ist, die Widerstandsänderung sehr schwach ist. Wenn dagegen der
von einer örtlich begrenzten Quelle abgegebene Erregermagnetfluß durch den Widerstand mit einem
Feldgradient durch die Längsausdehnung der Widerstandsschicht hindurchgeht, definiert die erhaltene
Widerstandsänderung keine genaue Lage der Quelle in bezug auf ihre Schichtebene. Bei Magnetwiderständen
mit Halbleiterschichten ist es bereit; bekannt (DT-OS 17 65 807), den Erregerfluß dadurcl
auf die Halbleiterschicht zu konzentrieren, daß diese elektrisch isoliert zwischen zwei Schichten großei
Permeabilität angeordnet wird. In zweiter Linie is es mit der Widerstandsänderung, die von einem unte:
dem Einfluß eines Erregermagnetfeldes stehendei Magnetwiderstands-Bauelement abgegeben wird, nich
möglich, die Richtung dieses Flusses zu erkennen, e sei denn, daß das Bauelement durch ein außerhalt
J 3 4
« Magnetflußquelle liegendes Feld vormagnetisiert Es wird zunächst era Msgnetwkierstands-Bau-J 7? element betrachtet, das ein Substrat aufweist, das ner Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein nicht näher identifiziert wird, weil es für die Zwecke j Maenetwiderslands-Bauelement zu schaffen, welches der Beschreibung nicht erforderlich ist, und auf *. Feststellung der Richtung des Enegermagnet- 5 diesem Substrat eine dünne Schicht mit einer Dicke -^L5 ohne zusätzliches Vormagnetisierungsfeld er- von 200 bis 300 A aus einer Eisen-Nickel-Legierung. iXiicht und das so beschaffen ist, daß es beim Auf- Diese Schicht hat, wie in F i g. 2 dargestellt ist, eine jfau yon Schreib-Lese-Magnetköpfen für Magnetauf- leichte Magpetisierungsachse A, die im wesentlichen * ichnungen verwendet werden kann. parallel zu der Flußrichtung eines elektrischen Nach der Erfindung ist ein Magnetwiderstands- io Stroms/ liegt, aus dem ein Signal abgeleitet wird, Bauelement, das wenigstens eine dünne Magnet- wenn an das Magnetwiderstands-Bauelement ein Widerstandsschicht aus magnetisch anisotropem Magnetfeld H so angelegt wird, daß seine Richtung Material enthält, die bei Erregung durch ein Magnet- im wesentlichen senkrecht zu der leichten Magneüfeid das von einer örtlich begrenzten, in der Nähe sierungsachse A und der Richtung des Stroms / steht. .' üjrer Ränder liegenden Quelle stammt, die 15 Es wird angenommen, daß dieses Feld von einer «tärke eines sie durchfließenden elektrischen Stroms Magnetflußquelle 4 (Fig. 1 und 2) ausgeht, die in der pntsorechend der Änderung ihres von der Feldstärke dargestellten Weise örtlich begrenzt ist, wobei ihre abhängigen Magnetwiderstandskoeffizients verändert, Breite parallel zu der Dicke des Magnetwiderstandsitedurch gekennzeichnet, daß die jejchtc Magnetisie- Bauelements 1 beispielsweise in der Größenordnung πι achse des Materials der Schicht um einen zwi- 20 von Ϊ bis 5 μΐη Hegt, während sie sich beispielsweise rtlfn 0 und 90° liegenden Winkel gegen die Rieh- über die ganze Breite des Magnetwiderstands-Bautnnc des Stromflusses geneigt ist. elements (F i g. 2) erstreckt. Die Magnetflußquelle 4 Ausführungsbeispiele der Erfindung werden an liegt sehr nahe bei einem Rand des Magnetwider-Hand der Zeichnung beschrieben. Darin zeigt stands-Bauelements, beispielsweise in einem Abstand Fiß I das Verhalten eines Magnetwiderstands- 25 von einigen Mikron oder weniger. Die Magnetfluß-Rauelements klassischer Art gegenüber einem Er- quelle ist an einer Stelle dargestellt, für die ein maxireeermagnetfeld, wobei das Magnetwiderstands-Bau- males Ansprechen des Magnetwiderstands-Baupipnient von der Kante her gesehen ist, elements I erhalten wird.
« Magnetflußquelle liegendes Feld vormagnetisiert Es wird zunächst era Msgnetwkierstands-Bau-J 7? element betrachtet, das ein Substrat aufweist, das ner Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein nicht näher identifiziert wird, weil es für die Zwecke j Maenetwiderslands-Bauelement zu schaffen, welches der Beschreibung nicht erforderlich ist, und auf *. Feststellung der Richtung des Enegermagnet- 5 diesem Substrat eine dünne Schicht mit einer Dicke -^L5 ohne zusätzliches Vormagnetisierungsfeld er- von 200 bis 300 A aus einer Eisen-Nickel-Legierung. iXiicht und das so beschaffen ist, daß es beim Auf- Diese Schicht hat, wie in F i g. 2 dargestellt ist, eine jfau yon Schreib-Lese-Magnetköpfen für Magnetauf- leichte Magpetisierungsachse A, die im wesentlichen * ichnungen verwendet werden kann. parallel zu der Flußrichtung eines elektrischen Nach der Erfindung ist ein Magnetwiderstands- io Stroms/ liegt, aus dem ein Signal abgeleitet wird, Bauelement, das wenigstens eine dünne Magnet- wenn an das Magnetwiderstands-Bauelement ein Widerstandsschicht aus magnetisch anisotropem Magnetfeld H so angelegt wird, daß seine Richtung Material enthält, die bei Erregung durch ein Magnet- im wesentlichen senkrecht zu der leichten Magneüfeid das von einer örtlich begrenzten, in der Nähe sierungsachse A und der Richtung des Stroms / steht. .' üjrer Ränder liegenden Quelle stammt, die 15 Es wird angenommen, daß dieses Feld von einer «tärke eines sie durchfließenden elektrischen Stroms Magnetflußquelle 4 (Fig. 1 und 2) ausgeht, die in der pntsorechend der Änderung ihres von der Feldstärke dargestellten Weise örtlich begrenzt ist, wobei ihre abhängigen Magnetwiderstandskoeffizients verändert, Breite parallel zu der Dicke des Magnetwiderstandsitedurch gekennzeichnet, daß die jejchtc Magnetisie- Bauelements 1 beispielsweise in der Größenordnung πι achse des Materials der Schicht um einen zwi- 20 von Ϊ bis 5 μΐη Hegt, während sie sich beispielsweise rtlfn 0 und 90° liegenden Winkel gegen die Rieh- über die ganze Breite des Magnetwiderstands-Bautnnc des Stromflusses geneigt ist. elements (F i g. 2) erstreckt. Die Magnetflußquelle 4 Ausführungsbeispiele der Erfindung werden an liegt sehr nahe bei einem Rand des Magnetwider-Hand der Zeichnung beschrieben. Darin zeigt stands-Bauelements, beispielsweise in einem Abstand Fiß I das Verhalten eines Magnetwiderstands- 25 von einigen Mikron oder weniger. Die Magnetfluß-Rauelements klassischer Art gegenüber einem Er- quelle ist an einer Stelle dargestellt, für die ein maxireeermagnetfeld, wobei das Magnetwiderstands-Bau- males Ansprechen des Magnetwiderstands-Baupipnient von der Kante her gesehen ist, elements I erhalten wird.
Fi ε 2 die Parameter, die zur Erläuterung der Bei der Umgebungstemperatur weist das Material
«/■rVnnssweise des Magnetwiderstands-Baueleii.-ents 30 der Magnetwiderstandsschicht einen Magnetwider-
SS zu ziehen sind, Standskoeffizienten 1R R in der Größenordnung von
Pie 3 ein Diagramm der Änderung des Magnet- 2·.· auf, dessen Änderung als Funktion der Starke
widerstandskoeffizienten des Magnetwiderstands-Bau- des Erregermagnetfeldes H im wesentlichen der
elements als Funktion des Wertes des Erregermagnet- qualitativen Darstellung von Fig. 3 entspricht, wie
fSeT 35 zu erkennen ist, ist dieser Koeffizient negativ. Wenn
Fi β 4 eine der F i g. 1 entsprechende Darstellung der Wert des Erregermagnetfeldes den Wert der
7ur Erläuterung des Verhaltens eines Ausführungs- Anisotropiefeldstärke HK der Magnetwiderstands-
Ssoies eines Magnetwiderstands-Bauelements nach schicht erreicht, wird diese in der schweren Magntti-
Hrfoiduwt sierungsrichtung gesättigt. Damit man eine Angabe
Fie 5 eine der Fig. 2 entsprechende Darstellung 4° über die Richtung des Erregermagnetfeldes erhalt
für das Magnetwiderstands-Baueiement nach der Er- muß die Ordinatenachse von 0 nach 0« verschoben
fur das Magnci werden, also die Magnetwiderstandsschicht 1 durch
F "/'ο eine der F i g. 3 entsprechende Darstellung ein zusätzliches äußeres Feld vormagnetisiert werden
für das Magnetwiderstands-Bauelement nach der Er- Diese Notwendigkeit kann gemäß F. g. 5 dadurch
für das ividgiici 45 vermieden wercklli daß die Magnetwiderstandsschicht
Fi?? eine Seitenansicht eines weiteren prak- so ausgebildet wird daß ihre leichte Magnetisierungstischen Ausführungsbeispiels eines Magnetwider- achse A einen Winkel β zwischen 0 und 90 nut der
unds-Bauelements nach der Erfindung, Richtung des Lesestroms / anschließt. Der Wert des
"Flg. 8 eine Vorderansicht des Magnetwiderstands- Wmkels β kann vor.gswe^m ^Nahe von^^
BTr^eOSne!;en8an7sicht eines weiten Ausfüh- Äeffizienten AR1R ^^««5,^^
rungsLspJels des Magnetwiderstands-Bauelements magnetf eld. H "^,t^n ^ Dame.lung von
rderansicht des Magnetwider- Wert der Koerzitivfeldstärke des anisotropen Mate-
ents von Fiß 9 55 rials der Schicht 1 ist, liegt der Magnetisierungsvektor
eschemnatLh8e Darstellung eines Bei- in der Schicht 1 senkrecht zu der ttd«;£
SSsSSSSssf ^SsSrSsSB
einem Magnetwiderstands-Bauelement nach der Er- W^*£*£2% g! 6 mit der Kennlinie des
fin?gg 13 eine zum Teil geschnittene Teilseiten- Magnetwiderstandskoeffiziente^'JgJ^^
magnetfelds definiert. Der scheinbare Wert des Widerstandst ändert sich von +/?, in —Rs, wenn
sich die Feldstärke H von Hc sin Θ bis Hc cos Θ
ändert. Es ist kein Vormagnetisierungsfeld für die Schicht 1 mehr erforderlich, und es genügt, wenn der
den Strom / aufnehmende Kreis beispielsweise eine Abgleichsschaltung aufweist, die einen Widerstand
des Wertes R0 enthält.
Die Empfindlichkeit der Messung hängt jedoch nicht nur von dem Magnetwiderstandskoeffizienten des
Materials der Schicht 1 ab, sondern auch und vor allem von der Gleichförmigkeit der Drehung des
Magnetisierungsvektors in der Schicht über deren Höhe h. Wenn nun wieder auf Fig. 1 Bezug genommen
wird, wo Kraftlinien des von der Magnetflußquelle 4 ausgehenden Feldes dargestellt sind, ist zu
erkennen, daß sich dieses Feld in der Schicht 1 in Abhängigkeit von der Höhe der jeweils betrachteten
Stelle in dieser Schicht ändert. Dies bedeutet mit anderen Worten, daß die Drehung des Magnetisie- *°
rungsvektors über die Höhe h der Schicht ungleichförmig und nicht kohärent ist, wodurch sich insgesamt
eine Abschwächung des Ansprechens des Magnetwiderstands-Bauelements ergibt. Der Wert des
Erregermagnetfelds, der erforderlich ist, um die Ma- "5
gnetisierung der Schicht zu drehen, liegt, wie bereits erwähnt, in der Größenordnung der Anisotropiefeldstärke
des Schichtmaterials, wenn die Entmagnetisierungsfelder über die Höhe A gering sind. Wenn eine
örtlich begrenzte Quelle ein Magnetfeld von einigen Hundert Oersted erzeugt, wie es bei den Iniormations-Magnetaufzeichnungsträgern
und den magnetischen »Linealen« der Fall ist, spricht die Magnetwiderstandsschicht
auf eine Linie gleicher Feldstärke für einen Wert an, der im wesentlichen gleich dem
Wert der Anisotropiefeldstärke ist, also für einen Wert in der Größenordnung von 3 Oersted bei der
als Beispiel gewählten Eisen-Nickel-Legierung. Da diese Linie gleicher Feldstärke von der Quelle weit
entfernt ist, ist die Lokalisierung der Quelle durch das Magnetwiderstands-Bauelemcnt sehr schlecht.
Das Magnetwiderstands-Bauelement könnte daher als Lesekopf für Magnetaufzeichnungen nur dann verwendet
werden, wenn die Aufzeichnungen eine sehr geringe Dichte der Ziffern oder Marken aufweisen.
Es wäre natürlich erwünscht, wenn man derartige Magnetwiderstände für das Lesen von Magnetaufzeichnungen
mit großer Dichte anwenden könnte. beispielsweise für Magnetaufzeichnungen, bei denen
die Speicherpunkte für die Bits und Markierungen eine maximale Breite von 5 μπι pro Magnetisierungsbereich an den Schwächstmöglichen Stellen nicht
üocrschreiten. die ihrerseits maximal 15 um für
Punktbreiten von 5 μπι nicht überschreiten.
Um diesen Empfindlichkeitsmangel zu beseitigen und dadurch die Auflösung beim Lesen pro Magnetwiderstands-Bauelement
zu erhöhen ist es gemäß F i g. 4 vorgesehen, ein Bauelement auszubilden, das wenigstens eine Magnetwiderstandsschicht 1 mit einer
Dicke in der Größenordnung von einigen Hundert Angström, beispielsweise 200 oder 300 A. aufweist,
die zwischen zwei dickeren Schichten 2 und 3 mit großer Permeabilität liegt. Diese Schichten können
vorzugsweise ebenfalls magnetisch anisotrop sein. doch ist dies nicht unbedingt notwendig. Jede dieser
Schichten kann beispielsweise eine Dicke von wenigstens 1000 A haben, die bis zu S μπι und mehr gehen
kann, wobei diese Dicke an sich in keiner Weise kritisch ist, aber an die physikalischen Parametei
angepaßt sein muß, wie an die Feldstärke der Erregermagnetfelder, in denen die Magnetwiderstände
arbeiten müssen. Diese Schlichten stehen in magnetostatischer Kopplung mit der Magnetwiderstandsschicht
und sind von dieser beispielsweise durch dielektrische Filme, beispielsweise aus Siliziumdioxid,
getrennt. Die Dicke jeder dielektrischen Schicht ist klein, doch ist es vor allem notwendig, daß sie keine
Poren autweist, durch welche die Materialien der von ihr getrennten Schichten in Kontakt gebracht werden.
Eine Dicke von einigen hundert Angström ist hierfür ausreichend.
Falls erforderlich, können auf einer Seite oder auf beiden Seiten der Magnetwiderstandsschicht 1 mehl
als eine Schicht großer Permeabilität nach Art der Schichten 2 und 3 vorgesehen werden. Man kann
auch, falls erforderlich, Bauelemente der dargestellten Art auieinanderstapeln, also ein Bauelement herstellen,
das eine Magnetwiderstandsschicht zwischen zwei Schichten großer Permeabilität aufweist, dann
eine weitere Magnetwiderstandsschicht auf jedei dieser Schichten großer Permeabilität, eine weitere
Schicht großer Permeabilität auf jeder dieser Magnetwiderstandsschichten usw. Das Material der Schichten
2, 3 usw. kann, falls erwünscht, das ol»irhe λ"ι-terial
wie in den Magnetwiderstandsschichten sein. Zur Erzielung der erforderlichen mechanischen
Festigkeit des Bauelements kann beispielsweise an einer Seite des Stapels ein dielektrisches Substrat angebracht
sein.
Die Schichten großer Permeabilität kanalisieren die Kraftlinien des Erregermagnetfeldes, wie in
F i g. 4 zu erkennen ist, was zur Folge hat, daß die Magnetwiderstandsschicht 1, wenn sie der Wirkung
der Magnetfiußquelle ausgesetzt ist, sich in einem praktisch gleichförmigen Magnetfeld befindet, so daß
die Drehung der Magnetisierung ihres Materials kohärent, die Empfindlichkeit maximal und die
Lokalisierung der Flußquelle gewährleistet sind. Die Drehung der Magnetisierung in den Schichten großei
Permeabilität (groß infolge ihrer eigenen Dicke) ist nämlich kohärent, und daher ist die Drehung dei
Magnetisierung in der zwischen ihnen liegender Magnetwiderstandsschicht in ihrer Ebene konstant
und einein Erregermagnetfeld von gleicher Größenordnung
wie ihrer Koerzitivfeldstärke ausgesetzt, se daß sich die Schichten großer Permeabilität also wie
ein »Transformator« für den Wert des Magnetfelde« verhalten. Die Gesamtdickc des Bauelements definiert
die Breite eines »Fensters« für die Lokalisierung Der gleichförmige Magnetfluß, in dem sich die Magnetwiderstandsschicht
befindet, hat ein Maximum, wenn die Achse dieses Fensters mit der vertikaler
Ebene zusammenfällt, die durch die Quelle des Erregermagnetfeldes H geht.
Es ist zu bemerken, daß ein Bauelement der beschriebenen
Art darüber hinaus die Anwendung vor Magnetwiderständen ermöglicht, die merkliche Entmagnctisierungsfelder
erzeugen, da es diese Feldei »kurzschließt«.
Die Schichten großer Permeabilität haben infolge der Tatsache, daß sie zu beiden Seiten der Magnetwiderstandsschicht
liegen, einen weiteren Effekt, dei zu dem F.ffekt der Ausrichtung der leichten Magnetisicrungsachse
dieser Schicht im Winkel W hinzukommt. Im Ruhezustand liegen die Magnetisierungsvektoren der Schichten 2 und 3 in einer Linie mit
dem Magnetisierungsvektor der Schicht 1 (Fig. 11) bis auf eine Richtungsumkehr für den Magnetisierung'svektor
einer Schicht, beispielsweise der Schicht 3, wobei in F i g. 11 angenommen ist, daß der
Winkel Θ in der Nähe von 45° liegt. Je nach der Eigendicke der Schichten 2 und 3 drehen sich deren
Magnetisierungsvektoren um einen bestimmten Winkel, wenn sie einem Erregermagnetfeld ausgesetzt
werden, und zwar kohärent über ihre ganze Höhe. Infolge der magnetostatischen Kopplung hat die
Drehung der Magnetisierungsvektoren der Schichten großer Permeabilität auch die Drehung des Magnetisierungsvektors
der Magnetwiderstanüsschichi zur Folge, und für eine gewisse Dicke der Schichten 2
und 3 kann der Drehwinkel auf den Wert Θ, im vorliegenden Fall also 45°, eingestellt werden. Diese
Dicke muß in Abhängigkeit von Parametern der Aufzeichnungsträger bestimmt werden, mit denen die
Bauelemente zusammenarbeiten sollen. Ein Bauelement der beschriebenen Art kann somit für das
Ablesen einer besonderen Magnetaufzeichnung vorbestimmt werden, was an sich ein Vorteil für den
endgültigen Wirkungsgrad der Anordnung ist. Zu diesem Zweck genügt es, die Dicke E und die Remanenzinduktion
Br der Schichten großer Permeabilität an die Dicke e und die Remanenzinduktion Br0 des
Aufzeichnungsträgers nach der folgenden Gleichung anzupassen:
wobei K ein Wirkungsgradfaktor ist, der sich in Abhängigkeit
von dem Abstand zwischen der Oberfläche des Aufzeichnungsträgers und der ihr gegenüberliegenden
Fläche des Bauelements während der Anwendung ändert; wenn dieser Abstand 0 ist, gilt
Als Anhaltspunkt sind in der folgenden Tabelle Beispiele angegeben, mit denen eine Drehung des
Magnetisierungsvektors um 45° in den Schichten des Bauelements erhalten werden kann: *°
Aufzeichnungsschichten:
e [μΐη] Br0 [Gauß]
e [μΐη] Br0 [Gauß]
0,2
0,1
0,1
1000
1000
10 000
10 000
Schichten 2 und 3:
E [μηιΐ I Br [Gaußl
E [μηιΐ I Br [Gaußl
1,2
0,7
0,18
0,1
0,7
0,18
0,1
10 000
10 000
10 000
10 000
10 000
10 000
10 000
45
Für die praktische Ausführung der beschriebenen Bauelemente kann man beispielsweise eine der in
Fig. 7 und 8 bzw. in Fig. 9 und 10 dargestellten
Ausführungsformen anwenden.
Bei dem Ausführungsbeispiel von F i g. 7 und 8 ist die Magnetwiderstandsschicht 1 aus zickzackformig
angeordneten Segmenten gebildet, die um 45" gegen den Rand der Schicht 2 geneigt sind, wobei ein
Stromeingang S und ein Stromausgang 6 vorgesehen sind. Die leichte Magnetisierungsachse des Materials
der Schicht ist bei A angegeben; sie liegt also im
Winkel von 45° gegen die Richtung des Stromflusses in der Magnetwiderstandsschicht. Natürlich liegt zwischen
der Schicht 2 und der Magnetwiderstandsschicht 1 wie auch zwischen der Magnetwiderstandsschicht
1 und der Schicht 3 jeweils ein dielektrischer Film, wie bei 7 und 8 in F i g. 7 zu erkennen ist.
Bei dem Ausführungsbeispiel von Fig. 9 und 10 ist die Magnetwiderstandsschicht 1 aus einem Streifen
der erforderlichen Höhe gebildet, der parallel zum unteren Rand der Schicht 2 liegt und von dieser
durch einen dielektrischen Film 7 sowie von der Schicht 3 durch einen weiteren dielektrischen Film 8
getrennt ist. Die Richtung der leichten Magnetisierungsachsen der Schichten ist bei A angegeben; sie
ist um 45° gegen die Ränder der Bestandteile des Bauelements geneigt, steht also im Winkel von 45°
zu der Richtung des Stromflusses in der Magnetwiderstandsschicht 1, deren Stromeingang 5 und
Stromausgang 6 in F i g. 10 gezeigt sind.
Bei diesen Beispielen, bei denen natürlich wenigstens auf einer Seite des »Stapels« sich ein nicht dargestelltes
starres Substrat befindet, ist die Magnetwiderstandsschicht innerhalb der Schichten großer
Permeabilität gezeigt. Diese Anordnung ist zweckmäßig, denn wenn das Bauelement bei der Verwendung
auf einem unter ihm ablaufenden Aufzeichnungsträger schleift, ist die Lebensdauer verlängert,
weil die mechanische Abnutzung die Stelle der eigentlichen Magnetwiderstandsschicht erst später
erreicht.
Die Technologie der Bildung der Dünnschichten ist so allgemein bekannt, daß hier nicht mehr darauf
eingegangen zu werden braucht.
Jedes in der beschriebenen Weise ausgebildete Bauelement mit Magnetwiderstandskoeffizient kann
ohne weiteres direkt als Wandler für das Ablesen von Magnetaufzeichnungen angewendet werden. Es
kann ferner vorteilhaft beim Aufbau von Schreib-Lese-Magnetköpfen Verwendung finden, d. h. von
Wandlern, die ebenso gut zum Ablesen einer Magnetaufzeichnung wie zur Herstellung der Magnetaufzeichnung
auf einem entsprechenden Aufzeichnungsträger geeignet sind.
Da nämlich kein Strom in der bzw. den Magnetwiderstandsschichten vorhanden ist, die noch dazu
vorzugsweise in einem Stapel der zuvor beschriebenen Art in Serie verbunden werden können, verhält
sich ein solches Bauelement ausschließlich wie ein Magnetjoch für die Flußkonzentration. Wenn gemäß
Fig. 13 zwei Bauelemente 10 und 11, die jeweils aus
einem solchen Stapel bestehen, so zusammengebaut werden, daß zwischen ihnen am einen Ende ein Luftspalt
besteht, in dem Leiter 12 angeordnet werden, entsteht ein Wandler, der beim Lesen, wenn den
Magnetwiderstandsschichten in den Stapeln 10 und 11 ein Strom zugeführt wird, das Abnehmen dei
Informationen mit einem Leseluftspalt EL bewirkt und der beim Schreiben, wenn die Magnetwider
Standsschichten inaktiv sind, aber durch die Leiter Ii Schreibströme geschickt werden, das Schreiben au
dem Aufzeichnungsträger mit dem Schreibluftspal ER bewirkt.
Hierzu 2 Blatt Zeichnungen 509511/23
Claims (9)
1. Magnetwiderstands-Bauelement, das wenigstens eine dünne Magnetwiderstandsschicht aus
magnetisch anisotropem Material enthält, die bei Erregung durch ein Magnetfeld, das von einer
örtlich begrenzten, in der Nähe eines ihrer Ränder liegenden Quelle stammt, die Stärkt eines sie *o
durchfließenden elektrischen Stroms entsprechend der Änderung ihres von der Feldstärke abhängigen
Magnetwiderstandskoeffizients verändert, dadurch gekennzeichnet, diJi die leichte
Magnetisierungsachse (A) des Materials der Schicht (1) um einen zwischen 0 und 90° liegenden
Winkel gegen die Richtung des Stromflusses (/) geneigt ist.
2. Magnetwiderstands-Bauelement nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Ma- *°
gnetwiderstandsschicht (1) so ausgebildet ist, daß die Richtung des sie durchfließenden Stroms (/)
Im wesentlichen senkrecht zu der Richtung des Erregermagnetfeldes (H) liegt und ihre leichte
Magnetisierungsachse gegen diese Stromrichtung (/) und gegen die Richtung des Erregermagnetfeldes
(H) im wesentlichen um 45° geneigt ist.
3. Magnetwiderstands-Bauelement nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Magnetwiderstandsschicht
(1) so ausgebildet ist, daß die Richtung des sie durchfließenden Stroms (/) um etwa 45° gegen die Richtung des Erregermagnetfeldes
geneigt ist und ihre leichte Magnetisierungsachse (A) im wesentlichen um 45c gegen
diese Stromrichtung (/) und im wesentlichen um 90° gegen die Richtung des Erregermagnetfeldes
geneigt ist (F i g. 10).
4. Magnetwiderstands-Bauelement nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet,
daß die Magnetwiderstandsschicht (1) zwischen magnetischen Schichten großer Permeabilität
(2, 3) liegt, die elektrisch von der Magnetwider-
.Standsschicht (1) isoliert, aber mit dieser magnetostatisch
gekoppelt sind.
5. Magnetwiderstands-Bauelement nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß das Material
der Schichten großer Permeabilität (2,3) anisotrop ist, so daß deren leichte Magnetisierungsachsen
(A) bei Abwesenheit des Erregermagnetfeldes durch magnetostatische Kopplung
mit der dünnen Magnetwiderstandsschicht eine Orientierung annehmen, die im wesentlichen parallel
zu derjenigen der Magnetwiderstandsschicht ist, während diese Schichten (2, 3) beim Anlegen
des Erregermagnetfeldes eine Drehung der Magnetisierung der Magnetwiderstandsschicht verursachen,
die im wesentlichen gleich der Drehung ist, die dann ihre eigene Magnetisierung erfährt
(Fig. 11).
6. Magnetwiderstands-Bauelement nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Dicke
der die Drehung bestimmenden Schichten großer Permeabilität (2, 3) in der Größenordnung von
wenigstens dem Vierfachen der Dicke der Magnetwiderstandsschicht (1) liegt.
7. Magnetwiderstands-Bauelement nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Magnetwiderstandsschicht
(1) und die Schichten
großer Permeabilität (2, 3) aus dem gleichen Material gebildet sind.
8. Magnetwiderstands-Bauelement nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß die
Schichten großer Permeabilität (2,3) ihrerseits zwischen Magnetwiderstandsschichten liegen, die
wiederum zwischen Schichten großer Permeabilität liegen usw., so daß ein regelmäßiger Stapel
gebildet ist, der auf beiden Seiten in Schichten großer Permeabilität endet.
9. Magnetwiderstands-Bauelement nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß an einer
im Innern des Stapels liegenden Stelle zwischen zwei Schichten großer Permeabilität wenigstens
eine elektrisch leitende Schicht (12) eingefügt ist, die von den sie umgebenden Schichten isoliert
ist (Fig. 13).
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Date | Code | Title | Description |
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Free format text: LAZZARI, JEAN-PIERRE, VILLIERS SAINT FREDERIC, FR |
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C3 | Grant after two publication steps (3rd publication) |