DE2924013C2 - - Google Patents
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Description
Die Erfindung betrifft einen Träger für magnetische Infor
mationen, die durch senkrechte Aufzeichnung gebildet sind,
nach dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1.
Zur Aufzeichnung von magnetischen Informationen auf der
Spur eines Informationsträgers gibt es drei Verfahren mit
jeweils einer Achse, wobei diese Verfahren jeweils Bezug
auf die drei Dimensionen der Spur haben: bei Längsaufzeich
nung erstrecken sich die die Informationen darstellenden
Magnetfelder (als magnetische Informationsfelder bezeichnet)
in der Längsrichtung der Spur; bei Transversalaufzeichnung
sind diese Felder senkrecht zu der Spur und in der Ebene
des Trägers; bei senkrechter Aufzeichnung sind sie senk
recht zur Spur und zur Ebene des Trägers. Es soll noch er
wähnt werden, daß es noch ein weiteres, industriell aber
nicht verwertetes Verfahren gibt, nämlich die kreisförmige
Aufzeichnung, die gekennzeichnet ist durch geschlossene
kreisförmige Felder in der längsgerichteten Ebene, die senk
recht zur Ebene des Trägers ist.
Der am häufigsten verwendete Informationsträger ist das
Magnetband; Magnetplatten werden jedoch bei der Datenver
arbeitung in zunehmendem Umfang eingesetzt.
Die magnetische Aufzeichnung hat um 1920 begonnen, und zwar
mit senkrechter Aufzeichnung auf Papierbändern. Sie wurde
jedoch schnell von der Längsaufzeichnung verdrängt, und
zwar aufgrund der leichteren Durchführung, der Zuverlässig
keit und der Einfachheit der für die Aufzeichnung und das
Auslesen der Informationen erforderlichen Geräte. Dieses
Verfahren wird auch weiterhin in verbreitetem Maße angewandt.
Die schwierige durchzuführende Transversalaufzeichnung
findet nur besondere Anwendungen.
Um die derzeitigen Vorzüge und Mängel dieser Aufzeichnungs
verfahren zu verdeutlichen, betrifft die nun folgende Be
schreibung das Beispiel der Aufzeichnung von Digitalinforma
tionen. Diese sind jeweils in aufeinanderfolgenden Spurge
bieten enthalten, die als "Zellen" bezeichnet werden. Um den
Gesetzen des Magnetismus zu genügen, sind die benachbarten
Felder aufeinanderfolgender Zellen entgegengesetzt gerichtet,
und zwar gleich welches Aufzeichnungsverfahren angewandt
wird. Es bestehen also dazwischen Zonen, die als "Übergänge"
bezeichnet werden. Diese Übergänge bergen natürlich starke
magnetische Änderungen in sich, woraus starke entmagneti
sierende Felder resultieren. Die verschiedenen Werte der
Digitalinformationen werden meistens entweder durch unter
schiedliche Längen der Zellen ausgedrückt oder durch die
magnetische Struktur der Zellen, wie z. B. im Falle des
Aiken-Code, der auch als "Doppelfrequenzcode" bezeichnet
wird und bei dem die Information "0" durch eine Zelle mit
einfacher Magnetisierung und die Information "1" durch
eine Zelle dargestellt ist, die aus zwei Halbzellen mit
entgegengesetzten Feldern zusammengesetzt ist.
In der folgenden Beschreibung wird mit d die Länge einer
Zelle, mit e die Dicke, mit w die Breite und mit t die
Breite eines Übergangs bezeichnet. Bei der Längsaufzeich
nung steht die Breite t jedes Übergangs über komplizierte
Funktionen mit den magnetischen Eigenschaften und der Dicke
e der die Spur bildenden Schicht sowie mit der räumlichen
Aufteilung des von dem Kopf erzeugten Feldes in der Schicht
in Beziehung. Daraus ergibt sich, daß die Übergänge t sich
relativ zur Länge d der Zellen mehr oder weniger ausdehnen
können. Bei allein räumlicher Betrachtung wird deutlich,
daß diese Ausdehnung eine Aufzeichnung der Informationen
mit hoher Dichte verhindert. Wenn aber ferner der Übergang
t die Länge d einer Zelle erreicht oder überschreitet, so
wird die magnetische Schicht stark entmagnetisiert, so daß
das Streufeld geringer wird und nicht ausreicht, um die
Detektion und Decodierung der Information zu ermöglichen.
Es ist hinzuzufügen, daß die Spur bei Betrachtung durch
ein Elektronenmikroskop Übergänge t aufweist, die nicht
geradlinig sind, sondern sägezahnförmig, wodurch sie in
bezug auf die effektive Länge d der Zellen weiter vergrößert
werden. Da somit dieses Aufzeichnungsverfahren zur Erzielung
hoher Informationsdichten, die insbesondere für die Daten
verarbeitung erforderlich sind, nicht geeignet ist, hat die
Fachwelt sich den beiden anderen Verfahren zugewandt.
Der Vorteil der transversalen Aufzeichnung ergibt sich
daraus, daß die Breite t der Übergänge äußerst gering ist,
denn diese Übergänge bilden praktisch Neel'sche Wandungen,
die dem Fachmann auf dem Gebiet des Magnetismus wohlbekannt
sind, und zwar aufgrund der relativ geringen Größenordnung
der Dicke e der Spur. Diese für hohe Aufzeichnungsdichten
günstige Eigenschaft verbindet sich leider mit dem Erforder
nis der Anwendung von Spuren aus einem weichen und aniso
tropen magnetischen Material zur Erzielung einer antiparal
lelen Orientierung der Zellen, damit das Auslesen möglich
ist, und zum anderen von Köpfen komplizierter Struktur,
die ein schwaches Aufzeichnungsfeld erzeugen. Die Aufzeich
nung und die Konservierung von Informationen sind daher sehr
empfindlich gegenüber externen Störfeldern und bilden somit
schwierig durchzuführende Operationen. (Vgl. US-PS 36 11 417.)
Die senkrechte Aufzeichnung hat ebenfalls den Vorzug, daß
feine Übergänge geschaffen werden, deren Typ theoretisch
verwandt ist mit Bloch'schen Wandungen, jedoch ist dieses
Verfahren experimentell noch wenig bekannt. Es hat einen
um so besseren Wirkungsgrad, als die Aufzeichnungsdichte
hoch ist. Zum einen ist nämlich die Kopplung zwischen den
Zellen um so stärker, als die Zellen kurz sind, und zum
anderen genügen die nicht kompensierten entmagnetisierenden
Felder H d, die an den Spuroberflächen erscheinen, der
Formel H d = Md/e, worin M der Magnetisierungsvektor und d und
e Länge bzw. Breite einer Zelle sind. Diese Formel zeigt,
daß die senkrechte Aufzeichnung um so besser ist, als d
klein und e groß sind. Die Dicke der Spur kann jedoch nicht
beliebig groß sein, denn dadurch wird die Divergenz der
Aufzeichnungsfelder nachteilig beeinflußt und somit die
Auflösung der Zellen reduziert, die wegen der geringen Länge
d der Zellen zu einem wichtigen zu beachtenden Faktor wird.
Die Anwendung dieses Verfahrens bei der Aufzeichnung auf
Bändern ist bereits wohlbekannt, nicht jedoch für die Auf
zeichnung auf Magnetplatten.
Der Unterschied zwischen Bändern und Platten, durch wel
chen die Anwendung des senkrechten Verfahrens erschwert
wird, beruht auf der unterschiedlichen Art von Substraten
für Bänder und für Platten, wobei als Substrat das Träger
element der Magnetspur bezeichnet wird. Bei dem Magnetband
ist das Substrat im allgemeinen ein elektrisch isolierendes
Band, das insbesondere bei Anwendungen für hohe Informations
dichten eine geringe Dicke aufweist (typischerweise in der
Größenordnung von 5 µm. Ein Magnetkopf, dessen beiden Pol
stücke auf beiden Seiten des Bandes angeordnet sind und
das Band in ihrem Luftspalt einspannen, ist also gut ge
eignet und ausreichend zur leichten und einwandfreien Auf
zeichnung von senkrechten Magnetfeldern: Wegen der geringen
Dicke des Bandes hat der Luftspalt geringe Abmessungen, die
für die Empfindlichkeit des Kopfes und die Auflösung bei
Aufzeichnung von Informationen günstig sind. Ferner kann
das elektrisch isolierende Material, aus dem das Substrat
gebildet ist, keine Foucault'schen Ströme bzw. Wirbelströme
erzeugen, welche die beabsichtigten, von dem Kopf verarbei
teten Magnetfelder stören könnten.
Das Substrat einer herkömmlichen Magnetplatte ist jedoch
dick (in der Größenordnung von 1-2 mm) und aus einem
nicht-magnetischen Leiter (im allgemeinen Aluminium) gebil
det, und oft wird auf beiden Plattenseiten aufgezeichnet,
so daß die Breite des Luftspalts und insbesondere die Wirbel
ströme und die Aufzeichnung auf den beiden Plattenseiten
gegenüber dem Magnetband neue Schwierigkeiten schaffen,
die überwunden werden müssen.
Alle bisher unternommenen Versuche zur Behebung dieser
Schwierigkeiten sind jedoch ohne überzeugende Lösungen ge
blieben.
In IEEE Transactions on Magnetics, Bd. MAG-13, Nr. 5,
September 1977, S. 1272-1277, ist eine Lösung vorgeschlagen,
die jedoch auf eine Anwendung bei Bändern beschränkt ist,
weil das Aufzeichnungsfeld das Substrat durchqueren muß.
Wegen der Anisotropie der magnetischen Schicht, die durch
Hochfrequenz-Kathodenzerstäubung einer Chrom/Kobalt-Verbindung
gebildet ist und so orientiert ist, daß die Achse erleichter
ter Magnetisierung rechtwinkelig zur Substratebene (dünne
Polyimid-Folie) ist, und zum anderen wegen der Verwendung
eines besonderen einpoligen Kopfes (dessen Luftspalt von
dem Träger durchquert wird), werden die Feldlinien in der
magnetischen Schicht konzentriert und verschaffen daher eine
hohe Aufzeichnungsdichte mit guter Auflösung. Es sind jedoch
mehrere Verfahren zur Ablagerung von Schichten mit senkrech
ter Anisotropie und eine Mehrzahl von Verbindungen bekannt,
die zur Bildung dieser Schichten verwendet werden können,
Wie z. B. in der FR-PS 21 79 731 beschrieben ist.
Aus der US-PS 30 52 567 ist bekannt,
einen magnetischen Informationsträger, der für
Längsaufzeichnung bestimmt ist, auf seiner dem Aufzeich
nungskopf zugewandten Seite mit einer Schicht aus einem
Magnetmaterial zu versehen, das aus einem Binder und
darin enthaltenen, senkrecht zur Oberfläche orientierten
Teilchen besteht. Die darunterliegende Schicht besteht
gleichfalls aus einem Binder und darin verteilten Teil
chen, die aber parallel zur Oberfläche orientiert sind.
Bei höheren Frequenzen der aufgezeichneten Information
wird der Beitrag der äußeren Schicht zur Informations
speicherung größer.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, einen Informa
tionsträger für senkrechte Aufzeichnung zu schaffen, bei
dem das magnetische Schreibfeld das Substrat des Trägers
nicht durchdringen muß und eine besonders hohe Aufzeich
nungsdichte erzielt wird. Diese Aufgabe wird bei dem gat
tungsgemäßen Informationsträger erfindungsgemäß durch die
im kennzeichnenden Teil des Patentanspruchs 1 angegebenen
Merkmale gelöst.
Vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung sind in den
Unteransprüchen angegeben.
Diese Lösung bietet dieselben Vorteile bei der Anwendung
auf ein Magnetband wie bei der Anwendung auf eine Magnet
platte. Bei einer Platte mit leitendem Substrat und für
doppelseitige Aufzeichnung können das Aufzeichnen und Aus
lesen der Informationen erfolgen, ohne daß die entsprechen
den Flußlinien das Substrat durchqueren, wenn die zusätz
liche Schicht unter der Magnetsicht angeordnet wird. Auf
diese Weise können die Lese/Schreib-Köpfe als integrierte
Köpfe ausgebildet werden, deren Polstücke und Luftspalt
einen ringförmigen magnetischen Kreis bilden, der auf der
selben Plattenseite angeordnet ist.
Einzelheiten mehrerer Ausführungsformen
der Erfindung ergeben sich
aus der folgenden Beschreibung anhand der
Figuren. Von den Figuren zeigt
Fig. 1A eine Perspektivansicht eines Bereichs eines Aus
führungsbeispiels des Informations
trägers;
Fig. 1B ein Achsensystem, auf das sich die Magnetisierungs
achsen der magnetischen Stoffe beziehen, die bei der
Verwirklichung des in Fig. 1A gezeigten Informations
trägers verwendet werden;
Fig. 2 eine Schnittansicht eines Bereichs eines Ausführungs
beispiels des Informationsträgers
in Zusammenwirkung mit einem integrierten Lese/Schreib-
Kopf; und
Fig. 3 eine Teilschnittansicht einer anderen Ausführungsform
der Erfindung mit einer zusätzlichen Schicht, die
bei der Verwirklichung eines Trä
gers verwendet werden kann.
In dem in Fig. 1A gezeigten Bereich eines erfindungsgemäßen
Informationsträgers 10 ist ein Teil eines Substrats 11 dieses
Trägers und ein Bruchstück einer Magnetspur 12 auf der Seite
einer ebenen Oberfläche 13 des Trägers enthalten. Der Infor
mationsträger 10 kann ein Band oder eine Magnetplatte sein.
Wegen der eingangs dargelegten Schwierigkeiten mit Magnet
platten wird im folgenden davon ausgegangen, daß der in Fig. 1A
gezeigte Träger 10 eine Magnetplatte ist. Die Abmessungen
des Informationsträgers werden auf das Achsensystem Oxyz in
Fig. 1B bezogen. Wie bei den herkömmlichen Magnetplatten
ist das Substrat 11 aus einem leitenden Werkstoff (Aluminium
oder eine Aluminiumlegierung) und weist eine Dicke von
2 mm in Richtung der Achse Oz auf.
Gemäß der herkömmlichen Technik wird die Magnetspur 12
direkt auf der Fläche 13 des Substrats 11 aufgebracht. Jede
Spur 12 ist aus einer anisotropen Magnetschicht gebildet,
die in ihrer Längsrichtung (Längsachse Oy) aus aufeinander
folgenden Zellen 14 gebildet ist, welche durch Übergänge 15
mit einer Breite t (entlang Achse Oy) getrennt sind. Nach
dem in Fig. 1A dargestellten Code ist die Information "0"
durch Zellen einer Länge d in Richtung der Achse Oy definiert,
und die Information "1" durch Zellen der Länge 2d. Die Magne
tisierung dieser Zellen erfolgt senkrecht zur Oberfläche 13
des Substrats 11, und zwar in entgegengesetztem Sinn für be
nachbarte Zellen 14. Wie bereits erläutert wurde, erfolgt
diese Magnetisierung vorteilhafterweise in einem anisotropen
magnetischen Werkstoff, dessen Achse leichter bzw. bevorzugter
Magnetisierung Mf parallel zur Richtung Oz ist, während die
Achse erschwerter Magnetisierung Md parallel zur Richtung
Ox ist. Da die Ebene der Magnetisierungsachsen Mf und Md
senkrecht zur Ebene der Fläche 13 des Substrats 11 ist
(Oberfläche Oxy), wird die magnetische Schicht 12 als solche
mit senkrechter Anisotropie bezeichnet. Es wird daran
erinnert, daß ein anisotropes magnetisches Material durch
eine Permeabilität gekennzeichnet ist, die je nach Raum
richtung der Magnetisierung verschieden ist, wobei diese
Permeabilität längs der Achse bevorzugter Magnetisierung
Mf am schwächsten und längs der Achse erschwerter Magneti
sierung Md am höchsten ist. Es soll noch bemerkt werden, daß
das anisotrope Verhalten entweder durch die magnetisch-kri
stallinen Eigenschaften bedingt sein kann oder induziert ist.
Im allgemeinen beträgt die Dicke e der magnetischen Schicht
12 größenordnungsmäßig 1 µm.
Gemäß der Erfindung enthält der Informationsträger 10 eine
zusätzliche Schicht 16, die aus einem anisotropen magneti
schen Material gebildet ist, dessen Achse erschwerter Magne
tisierung Md parallel zur Oberfläche 13 des Substrats 11 ist,
wie dies in Fig. 1B auf der Höhe der Schicht 16 eingezeichnet
ist. Bei einer Magnetplatte ist die Schicht 16 vorteilhafter
weise zwischen der magnetischen Informationsschicht 12 und
dem Substrat 11 eingefügt, wie in Fig. 1A gezeigt ist. Vor
zugsweise liegt ferner die Achse bevorzugter bzw. leichter
Magnetisierung Mf der Schicht 16 in Richtung Ox, wie dies in
Fig. 1B dargestellt ist. Da also die Achsen leichter und
erschwerter Magnetisierung der zusätzlichen Schicht 16 pa
rallel zur Schicht 13 sind, wird das magnetische Material,
aus dem die zusätzliche Schicht 16 gebildet ist, als Schicht
mit paralleler Anisotropie bezeichnet. Vorzugsweise wird
eine Eisen/Nickel-Legierung gewählt (z. B. 82% Nickel und
18% Eisen), die eine hohe Permeabilität in Richtung Oy, je
doch eine praktisch einheitliche Permeabilität in den beiden
anderen Richtungen Ox und Oz aufweist.
Damit die Austauschenergie zwischen den magnetischen Schich
ten 12 und 16 mit verschiedener Anisotropie vernachlässigbar
ist und die magnetostatische Kopplungsenergie hoch ist,
wird zwischen diesen beiden Schichten eine Koppelschicht 17
angeordnet, die aus nicht-magnetischem, elektrisch isolie
rendem Werkstoff gebildet ist.
Es muß ferner sichergestellt werden, daß die zusätzliche
magnetische Schicht 16 einwandfrei auf dem Substrat 11
(hier aus Aluminium) haftet und praktisch keine Austausch
energie mit dem Substrat verursacht. Um dies zu erreichen,
ist eine Unterschicht 18 auf der Oberfläche 13 des Substrats
11 gebildet, und zwar zwischen dem Substrat und der zu
sätzlichen Schicht 16. Die Unterschicht 18 ist aus einem
nicht-magnetischen Werkstoff, der isoliert und eine gute
Haftung auf dem Substrat 11 gewährleistet, während er
gleichzeitig eine Diffusionssperre zwischen der zusätz
lichen Schicht 16 und dem Substrat 11 bildet.
Es wird angemerkt, daß eine Schicht 18 aus den gleichen
Gründen bereits bei früheren Techniken angewandt wurde.
Fig. 2 zeigt als Schnittansicht schematisch einen integrier
ten Lese/Schreib-Kopf 20, der einem erfindungsgemäßen Infor
mationsträger zugeordnet ist, wie er anhand von Fig. 1A be
schrieben wurde. Ein Ausführungsbeispiel für einen integrier
ten Kopf 20 ist in der FR-PS 20 63 693 beschrieben.
Wie in Fig. 2 dargestellt ist, handelt es sich bei dem inte
grierten Kopf 20 um einen Ringkopf. Er besteht aus zwei
Polstücken 21, 22, die auf derselben Seite des Informations
trägers 10 angeordnet sind und in der Nähe desselben einen
Luftspalt g aufweisen. Die Polstücke 21, 22 sind aus Magnet
schichten gebildet, die auf einem nicht-magnetischen isolie
renden Substrat 23 aufgebracht sind. Sie umfassen ferner
eine elektrische Wicklung 24, die ebenfalls aus übereinander
angeordneten leitenden Schichten gebildet ist. Das Polstück
21 ist eine magnetische Schicht der Dicke p 1, die direkt auf
dem Substrat 23 abgelagert ist; auf dem an den Luftspalt g
angrenzenden Teil des Polstücks 21 ist die Wicklung 24 ge
bildet, und zwar durch abwechselnde Ablagerung von Isolier
schichten 24 a und leitenden Schichten 24 b. Das Polstück 22
hat eine Dicke p 2, die größer als die Dicke p 1 des Polstücks
21 ist, und ist aus einer Aufschichtung von abwechselnden
magnetischen Schichten 22 a und nicht-magnetischen isolieren
den Schichten 22 b gebildet.
Das Aufschreiben von Informationen auf dem Träger 10 er
folgt, indem dieser Träger in Richtung eines Pfeils 25 mit
gegebener Geschwindigkeit vorbeiläuft und die Wicklung 24
von einem Strom durchlaufen wird, der die aufzuschreibenden
Informationen darstellt. Dieser Strom erzeugt einen Magnet
fluß in den Polstücken, der sich über die magnetische In
formationsschicht 12 des Trägers 10 schließt, in der Weise,
die in der Zeichnung durch magnetische Feldlinien 26 ange
deutet ist. Die geringe Dicke des Polstücks 21 konzentriert
also den Magnetfluß an seinem Ausgang. Da die Achse leichter
Magnetisierung der Informationsschicht 12 des Trägers 10
senkrecht ist und rechtwinkelig zur Oberfläche 13 des Sub
strats 11 verläuft, wird das Feld am Ausgang des Polstücks
21 in dieser Richtung geleitet und behält praktisch dieselbe
Konzentration bei. Die Dicke p 1 des Polstücks 21 bestimmt
also die Länge d der magnetischen Informationszellen 14.
Die Dicke p 1 muß also kleiner als die oder gleich der Länge
d sein. Das Streufeld 26 unter dem Polstück 21 ist also
rechtwinkelig zur Ebene der Schicht 12 und sättigt diese
Schicht entlang ihrer Achse leichter Magnetisierung in Form
von gut lokalisierten Zellen, die praktisch durch Bloch'sche
Wandungen getrennt sind, wenn die Dicke der Schicht 12 in
der Größenordnung eines µm liegt.
In der zusätzlichen Magnetschicht 16 folgt das Magnetfeld
26 einer Richtung, die parallel zur Ebene dieser Schicht ist,
und zwar in Richtung ihrer Achse erschwerter Magnetisierung.
Unter dem Polstück 22 wird das Magnetfeld 26 durch die Infor
mationsschicht 12 hindurch gestreut, weil die Dicke p 2 grös
ser als die Dicke p 1 ist. Diese Streuung ermöglicht es, die
magnetische Informationsschicht 12 unter dem Polstück 22
nicht zu sättigen und die weitere Beschriftung dieses Teils
der Schicht 12 unter guten Bedingungen zu ermöglichen. Zweck
mäßigerweise ist die Dicke p 2 also wesentlich größer als die
Dicke p 1 und wenigstens gleich 2d.
Der Abstand zwischen den beiden Polstücken 21, 22, der von
der Wicklung 24 eingenommen wird, muß für den magnetischen
Widerstand des magnetischen Weges in diesen beiden Teilen
einen geringeren Wert ergeben als für den magnetischen Streu
widerstand über die Wicklung 24. Ferner muß natürlich die
Dicke der zusätzlichen Schicht 16 so gewählt sein, daß der
magnetische Widerstand des geschlossenen Magnetflusses zwi
schen den Polstücken 21, 22 unter der Informationsschicht
12 sehr gering ist. Die Dicke muß also groß sein. Die Dicke
dieser Schicht wird jedoch durch den Skineffekt begrenzt,
der sich darin in Abhängigkeit von der Informationsein
schreibfrequenz bemerkbar macht. Um diesen Effekt zu be
herrschen, kann eine Schichtstruktur verwendet werden, wie
sie in der FR-PS 20 63 694 beschrieben ist. Ein Ausführungs
beispiel der zusätzlichen Schicht 16 mit Schichtstruktur ist
in Fig. 3 gezeigt. Bei diesem Ausführungsbeispiel besteht
die Schicht aus vier dünnen magnetischen Lagen 16 a, welche
dieselbe Anisotropie aufweisen, wie in Fig. 1B dargestellt
ist, und voneinander durch Isolierschichten 16 b getrennt
sind. Wie in der vorstehend genannten Druckschrift erläutert
ist, werden die Magnetschichten 16 a vorzugsweise aus einer
Eisenlegierung aus Nickel und Chrom gebildet. Die Permeabili
tät in Richtung der erschwerten Magnetisierung liegt dann
in der Größenordnung von 5000, während sie in den beiden
anderen Achsen praktisch einheitlich ist, wodurch vorteil
hafterweise die magnetische Kopplung zwischen den Schichten
12 und 16 in Richtung Ox praktisch verschwindet. Alle Feld
komponenten in Richtung Ox sind also sehr gering, und folg
lich sind die Informationszellen 14 genau definiert.
Sobald der Kopf 20 an einer gerade beschrifteten Zelle 14
entfernt ist, erscheinen auf beiden Seiten der Schicht 12
entmagnetisierte Felder, die die Tendenz haben, die in
Fig. 1A gezeigten aufgezeichneten Zellen A zu entmagnetisieren;
die Magnetfelder in der Luft über der Schicht 12 sind mit
dem Bezugszeichen 19 bezeichnet. Die entgegengesetzten ent
magnetisierenden Felder, die sich in der Schicht 16 aus
breiten, sind mit 19′ bezeichnet. Zu beachten ist, daß zum
einen die Kopplungen von Zelle zu Zelle bei den Übergängen
15 bereits die gesamte magnetostatische Energie des Systems
auf ein Minimum herabsetzen; zum anderen wird diese Energie
noch weiter dadurch vermindert, daß die zusätzliche Schicht
16 eine günstige Auswirkung hat, die durch fast vollständiges
Schließen der Felder 19′ die Gesamtzirkulation des Feldes
herabsetzt, wie dies in Fig. 1A gezeigt ist. Daraus resul
tiert, daß die Streufelder an der Oberseite der Schicht 12
um so stärker werden und das Auslesen um so mehr erleichtert
wird. Es muß ferner präzisiert werden, daß die Wirksamkeit
der Schicht 16 nur in Richtung Oy von Bedeutung ist, so daß
die Felder in der Richtung Ox, die bei geringen Spurbreiten
Störfelder sind, beträchtlich reduziert werden.
Die Summe aller Vorteile, die sich aus der Hinzufügung der
Schicht 16 ergeben, hat zusammengefaßt folgende Konsequenzen:
Diese Schicht ermöglicht es, Informationen auf einer Magnet
platte mit leitendem Substrat und Aufzeichnung auf beiden
Oberflächen aufzuzeichnen; sie konzentriert das Aufzeichnungs
feld und bietet gleichzeitig einen sehr geringen magnetischen
Widerstand, so daß die Länge der Zellen 14 beträchtlich re
duziert werden kann und folglich die Aufzeichnungsdichte
steigt; die Streufelder 19 der Zellen 14 werden vergrößert,
so daß das Auslesen und die Decodierung leichter und sicherer
werden; das Aufzeichnen und Auslesen der Informationen kann
ferner durch einen einseitigen Ringkopf erfolgen, also einen
Ringkopf, dessen Polstücke sich auf derselben Seite des
Trägers befinden, um eine senkrechte Aufzeichnung durchzu
führen. Ferner können integrierte Köpfe mit sehr hohem Auf
lösungsvermögen verwendet werden. Der Aufbau des erfindungs
gemäßen Trägers wurde für Magnetplattenspeicher konstruiert.
Dem nun folgenden Beispiel sind angenäherte Werte bei einer
besonderen Ausführungsform zu entnehmen: Informationsschicht
12 aus einer Eisen/Nickel/Chrom-Legierung mit nicht-magne
tischem Additiv und einer Dicke von 0,8 µm; Dicke der Schicht
17 0,2 µm; zusätzliche Schicht 16 einfach, aus einer Eisen/-
Nickel/Chrom-Legierung, einer Dicke von 0,8 µm und einer Wirk
samkeit bis 30 MHz; Länge d der Zellen etwa gleich 0,5 µm
also eine Dichte von 50 000 Bpi (Bits pro Zoll) entsprechend
etwa 2000 Bits pro Millimeter; Schicht 18 aus Siliziummonoxid.
Es sind zahlreiche Abwandlungen der beschriebenen Ausführungs
formen möglich. Insbesondere kann die zusätzliche Schicht 16
bei einer Platte ebenso wie bei einem Band angewandt werden.
Bei einem Band mit dünnem, isolierendem Substrat kann die
Schicht 16 auch auf der Seite des Substrats aufgebracht
werden, die derjenigen gegenüberliegt, welche die Informa
tionsschicht 12 trägt. Die Vorteile der zusätzlichen Schicht
16 bei einem Band sind natürlich dieselben wie die vorstehend
erwähnten und sind folglich bedeutender als die mit den bis
herigen Lösungen erzielten Ergebnisse. Die in der Beschrei
bung angegebenen Werkstoffe sind nur als Beispiel angeführt,
denn die erfindungsgemäßen Merkmale sind bereits verwirklicht,
Wenn die Anisotropie der Werkstoffe der Schichten 12 und 14
den zuvor dargelegten Bedingungen genügen, die in den Pa
tentansprüchen definiert sind. Auch der Lesekopf 20 kann
eine andere Ausführungsform als die beschriebene sein.
Claims (5)
1. Träger für magnetische Informationen, mit einem nicht
magnetischen Substrat, das wenigstens eine ebene Oberfläche
aufweist, die mit einer magnetischen Informationsschicht
versehen ist, worin die Informationen durch Magnetisierung
senkrecht zu der ebenen Oberfläche gebildet sind und welche
aus einem magnetischen anisotropen Material gebildet ist,
dessen Achse leichter Magnetisierung senkrecht zu der Ober
fläche ist, dadurch gekennzeichnet, daß eine zusätzliche
Schicht (16) aus einem anisotropen magnetischen Material,
dessen Achse erschwerter Magnetisierung parallel zu der
Oberfläche des Substrats (11) ist, zwischen dem Substrat (11)
und der Informationsschicht (12) angeordnet ist, daß eine
nichtmagnetische Koppelschicht (17) aus elektrisch isolie
rendem Material zwischen der Informationsschicht (12) und
der zusätzlichen Schicht (16) angeordnet ist und daß über
diese zusätzliche Schicht (16) die Magnetfeldlinien benach
barter Informationselemente geschlossen sind.
2. Träger nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die
Anisotropie-Ebene der magnetischen Informationsschicht (12)
senkrecht zu der Oberfläche des Substrats (11) ist und die
Anisotropie-Ebene der zusätzlichen Schicht (16) parallel zu
dieser Oberfläche ist und daß die Achse erschwerter Magneti
sierung im wesentlichen parallel zur Längenrichtung der In
formationsschicht ist.
3. Träger nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet,
daß die zusätzliche Schicht (16) gebildet ist aus einer Auf
stapelung aus abwechselnden dünnen magnetischen Schichten
(16 b), deren Anisotropie parallel zu der Oberfläche und de
ren Anzahl geradzahlig ist, und dünnen nichtmagnetischen
Schichten (16 a).
4. Träger nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß die
dünnen magnetischen Schichten (16 b) eine Legierung aus Eisen,
Nickel und Chrom enthalten.
5. Träger nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch ge
kennzeichnet, daß eine Unterschicht (18) vorgesehen ist, die
zwischen dem Substrat (11) und der zusätzlichen Schicht (16)
angeordnet ist und aus einem nichtmagnetischen, elektrisch
isolierenden Material gebildet ist und ein gutes Haftvermö
gen auf dem Substrat (11) gewährleistet, wobei sie gleichzei
tig eine Diffusionssperre zwischen der zusätzlichen Schicht
(16) und dem Substrat (11) bildet.
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